授業/C言語基礎/数当てゲーム のバックアップ(No.3)

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数当てゲーム †

これまでに勉強したことを使って、次のような簡単な数当てゲームを作ります。

 コンピューターがある数を一つ決め、プレイヤーがその数を当てます。
 コンピューターは、プレイヤーが答えた数が正解よりも大きいか小さいかだけを教えます。

実行結果をイメージする †

プログラムを作るときは、まず、プログラムの実行結果をイメージします。

このプログラムを実行すると、まずはじめに、コンピューターが正解の数を決めます。 とりあえず、正解の数を33として話を進めます。

次に、コンピューターが、プレイヤーに数の入力を要求します。 入力を要求するメッセージは次のような感じにしましょう。

整数を入力してください:

ここで、プレイヤーが99と入力したとすると、99は正解の33より大きいので、「大きすぎる」というメッセージを出力し、もう一度、プレイヤーに入力を要求するメッセージを表示します。

整数を入力してください:
99
大きすぎます
整数を入力してください:

今度は、プレイヤーが11と入力したとすると、11は正解の33より小さいので、「小さすぎる」というメッセージを出力し、もう一度、プレイヤーに入力を要求するメッセージを表示します。

整数を入力してください:
99
大きすぎます
整数を入力してください:
11
小さすぎます
整数を入力してください:

プレイヤーが正解を入力すると、「正解」というメッセージを出力し、プログラムを終了します。

整数を入力してください:
99
大きすぎます
整数を入力してください:
11
小さすぎます
整数を入力してください:
33
正解!

このように、実行結果をイメージすることで、プログラムの中で、どんな処理が行われるのか、どんな処理が繰り返されるのかが、ある程度わかります。

フローチャートを作る †

次に、イメージした実行結果になるように、プログラムのフローチャート（またはアルゴリズム）を考えます。

このプログラムは、二つの部分に分けることができます。

1. コンピューターがある数（正解）を一つ決める
2. プレイヤーが答える

最初の、コンピューターがある数（正解）を一つ決めるところは、計算ゲームと同じように、乱数を使えばできます。 乱数の使い方がわからない場合は、自分で正解の値を決めてもかまいません。

その次の、プレイヤーが答えるところは、これまでに勉強した制御構造（条件分岐と繰り返し）を組み合わせて作ります。

この部分の中心は、ユーザーが答えて、それが正解よりも大きいか小さいかを教えるというものですから、キーボードからの入力と条件分岐を組み合わせると、次のようになります。

1. scanf関数でキーボードから入力する
2. if文で入力された数と正解を比べる
   • 入力された数が正解よりも大きいならば、「大きすぎる」と表示する
   • 入力された数が正解よりも小さいならば、「小さすぎる」と表示する

これを、正解が入力されるまで繰り返します。

この流れを、そのままフローチャートにすると、次のようになります。

ところが、これだと、繰り返しの部分がC言語の繰り返し処理のフローチャートと対応していないので、プログラムとして書きにくいです。

そこで、繰り返しの文をC言語の繰り返し処理のフローチャートに対応するように、フローチャートを書き直します。

プログラムを作る †

フローチャートができたら、プログラムを作ります。

乱数を使って正解の数を決める部分だけを作ると、次のようになります。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  int r;

  srand((unsigned int) time(NULL));  // 乱数のシード
  r = rand() % 100 + 1;

  return 0;
}

ここでは、正解の数は、1から100までの整数としています。 rand関数、srand関数、time関数の使い方については、計算ゲームを復習しましょう。

次に、その後の繰り返し処理を形だけ作ります。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  int r;

  srand((unsigned int) time(NULL));  // 乱数のシード
  r = rand() % 100 + 1;

  while (1) {


  }
  printf("正解!\n");

  return 0;
}

ただし、これだとコンパイル時にwhile文の繰り返し条件でエラーになりますので、実際には、条件を 1 にしておくといいです。（忘れないように注意が必要です。）

条件を考えるのは後にして、先に、繰り返し処理の中を考えましょう。 繰り返し処理の中だけを考えると、次のようになります。

  printf("1から100までの整数を入力してください:\n");
  scanf("%d", &a);
  if (a > r) {
    printf("大きすぎます\n");
  } else if (a < r) {
    printf("小さすぎます\n");
  }

ここで、a はプレイヤーが入力した数を記憶しておくための変数です。

そこで、これをwhile文の波括弧 { } の中にいれて、新しく登場した変数 a の宣言を追加します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  int r, a;

  srand((unsigned int) time(NULL));  // 乱数のシード
  r = rand() % 100 + 1;

  while (1) {
    printf("1から100までの整数を入力してください:\n");
    scanf("%d", &a);
    if (a > r) {
      printf("大きすぎます\n");
    } else if (a < r) {
      printf("小さすぎます\n");
    }
  }
  printf("正解!\n");

  return 0;
}

正解でない間、繰り返すので、繰り返し条件は「a と r が等しくない」という式になります。 また、最初は、繰り返し条件を必ず満たすようにしなければならないので、a の値を1から100まででない値に初期化します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  int r, a;

  srand((unsigned int) time(NULL));  // 乱数のシード
  r = rand() % 100 + 1;

  a = -1;
  while (a != r) {
    printf("1から100までの整数を入力してください:\n");
    scanf("%d", &a);
    if (a > r) {
      printf("大きすぎます\n");
    } else if (a < r) {
      printf("小さすぎます\n");
    }
  }
  printf("正解!\n");

  return 0;
}

これで完成です（プログラム1）。

演習1 †

プログラム1を作成し、実行結果を確認せよ。