C语言课程设计：最伟大的puzzle

一 目的

通过验证谁是最伟大的puzzle,培养学生综合利用C语言进行程序设计的能力，加强函数的运用及学生对计算机软件基础的认识，使学生将所学知识转化为分析和设计简单问题的能力，学会查资料和工具书。

二 需求分析

1．任务

此次程序设计的任务是要求学生将所学的C语言知识运用到具体的课程设计里面，而这次需要解决的问题就是谁是最伟大puzzle这个问题，此次程序要求学生利用数据结构，文件，C语言等研究出在1000次射击里面谁是赢家，并且将每次的结果输出到指定的文件中

2．规定

(1).输入的形式和输入值的范围：输入的数据类型只有整型和字符型，n的值只有输入1或2，程序才会运行得出结果，否则将提示出错。当提示是否尝试另一种游戏方法时，只有输入y，Y或n，N程序才会正常运行，否则将提示出错。

（2）输出形式：当输入的n值为1或2时，将会输出正确的结果，即三个人在一千次游戏当中各自获胜的概率，若用户输入其它数值，将输出一语句提示用户输入错误。在以一种方法进行了游戏之后，将输出提示语句，提示用户是否继续以另一种游戏方法再进行一次游戏，这时若用户输入y或Y，则界面将会提示用户再一次输入n值，若输入n或N，则输出一语句提示游戏结束，若输入其它的字符，则提示输入错误。

（3）程序所能达到的功能：a.模拟一次射击的过程；b.模拟一次整个游戏的循环过程；c.进行一千次游戏，并将每个游戏参与者最后获胜的概率输出；d.能将游戏方法的标志，即n值，以及每次游戏的结果，还有最后每个人获胜的概率，记录入指定的文件当中；e.当输入的数据不符合要求是，程序会输出语句提示用户输入错误；f.当以一种游戏方法进行了游戏时，程序会提示用户是否以另一种游戏方法进行游戏。

（4）初步的测试计划：按如下顺序进行：a.输入n值为1，以测试第一种游戏方法；b.输入y或Y继续进行，接着输入n值为2，以测试第二种游戏方法；c.输入n值为3，以测试当输入的n值不符合要求时程序的反应.

三 概要设计

1．所有数据类型的定义及含义：

shooting：定义为实型，含义是0到1的随机数。Winner：整型，用于标志每次游戏的结果，即获胜者。Player：整型，用于记录人数。Alive，Bob，Charlie：都是整型，且值只有1或0，分别用于标志三个人的死活。a，b，c：整型的指针变量，分别指向Alive，Bob，Charlie，用于赋值给函数shoot的形参，表示被射击的人。n：整型变量，值只能是1或2，用于标志游戏方法。A，B，C：整型变量，分别用于记录三个人在一千次游戏当中获胜的次数。j：整型，用于一千次游戏的计数器。k：字符型变量，用于标志游戏是否继续进行。fp1：指向结构体的指针变量，用于标志指定的文件。Player1，Player2，Player3：实型变量，用于记录每个人获胜的概率。

2．函数的调用关系图：

3．个程序模块的功能：

void shoot ( int *targetAlive, double accuracy )：模拟一次射击过程，电脑产生一个0到1的随机数，若此随机数小于射击者的概率，则被射击者死，反之则活。int startDuel(int n)：模拟一次完整的游戏循环过程。main（）：模拟一千次游戏过程，并对每个人获胜的概率进行记录。

4．各模块之间的层次（调用）关系：

shoot函数是一个的函数。startDuel函数包含了shoot函数，其中若干次调用了shoot函数。main函数又包含了startDuel函数，其间一千次调用了startDuel函数。

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《数据结构》课程设计

四 详细设计

1．主程序流程图：

主程序开始输入nn为其他数值 n=1或n=2提示输入错误进入for循环调用starDuel函数调用shoot函数得出概率，并把每次结果录入文件是否继续？输入其他字符输入n或N输入y或Y提示出错游戏结束

2．最终源程序：

#include #include #include

void shoot ( int *targetAlive, double accuracy )/*此函数模拟一次射击过程*/ {float shooting;

shooting=random(101)/100.00;/*产生0到1的随机数*/ if(shooting*targetAlive=0;/*随机数小于概率，该人死亡*/ else

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*targetAlive=1;/*随机数大于概率，该人活着*/ }

int startDuel(int n)/*此函数模拟一次完整的游戏过程*/ {int winner,player=3;

int Alive=1,Bob=1,Charlie=1;/*定义三个整型变量，并赋初值为1，表示每个人初始阶段都是活着*/

int *a,*b,*c; a=&Alive; b=&Bob; c=&Charlie;

if(n==1)/*常规的游戏方法，A先打*/ { shoot(c,0.33);/*A先打C*/

if(Charlie==0)/*若C被A打死，则进入A与B互打的循环，直到A与B之间只剩一人*/

{player--;

while(player>1) {if(Bob&&Alive) shoot(a,0.5); if(Alive==0) player--; else

{if(Bob&&Alive) shoot(b,0.33); if(Bob==0) player--; } } }

else/*若C活着，则进行下列过程*/ {shoot(c,0.5);/*B打C*/

if(Charlie)/*若C活着，则进行下列过程*/

{ shoot(b,1.0);player--;/*C打B，B肯定死，人数减一*/ shoot(c,0.33);/*轮到A打C*/ if(Charlie==0)

player--;/*若C死，人数减一*/ else

{ shoot(a,1.0);/*若C活着，则C打A，A肯定死，人数减一*/ player--; }

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《数据结构》课程设计

}

else/*若C被B打死，则进入A与B互打的循环，直到A与B之间只剩一人*/

{while(player>1) {if(Alive&&Bob) shoot(b,0.33); if(Bob==0) player--; else

{if(Alive&&Bob) shoot(a,0.5);

if(Alive==0) player--; } } } }

if(Alive) winner=1;/*用winner标志游戏的结果*/ if(Bob) winner=2; if(Charlie) winner=3; return winner; }

else/*反常规游戏方法，B先打*/ if(n==2)

{shoot(c,0.5);/*B打C*/

if(Charlie==0)/*若C死，则进入A与B互打的循环，直到A与B之间只剩一人*/

{while(player>1) {if(Alive&&Bob) shoot(b,0.33); if(Bob==0) player--; else

{if(Alive&&Bob) shoot(a,0.5);

if(Alive==0) player--; } } }

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else/*若C活着，则进行下列过程*/

{ shoot(b,1.0);player--;/*C打B，B必死，人数减一*/ shoot(c,0.33);/*轮到A打C*/

if(Charlie==0) player--;/*若C死，人数减一*/ else

{ shoot(a,1.0); player--;/*若C活着，则C打A，A必死，人数减一*/ } }

if(Alive) winner=1;/*用winner标志游戏结果*/ if(Bob) winner=2; if(Charlie) winner=3; return winner; } main()

{ int A=0,B=0,C=0,j,winner; int n; char k;

float player1,player2,player3;

FILE *fp1;/*定义一个指向文件的FILE型指针*/ printf(\"\\n\");

printf(\"\\-----The Greatest Puzzle,the wonderful game----\\n\");

printf(\"please input n(normal: n=1 ; unnormal: n=2):\");/*提示用户输入n*/ scanf(\"%d\

if(n!=1&&n!=2)/*若输入的n不是1或2，则提示用户输入错误并重新输入*/ printf(\"Your input is error!Please try it again!\"); else

{ randomize();/*此函数使每次产生的随机数不同*/

if((fp1=fopen(\"d:\\\\outfile.txt\在D盘建立并打开一个只写的字符文件*/

{ printf(\"file cannot be open\\n\"); exit(1);/*打开文件不成功则退出*/ }

fprintf(fp1,\"The n is:%d\把n的值记录入文件*/ for(j=1;j<=1000;j++)/*一千次调用整个游戏过程的函数*/ { winner=startDuel(n);

if(winner==1) A++;/*用A，B，C分别记录三个人赢的次数*/ if(winner==2) B++; if(winner==3) C++; fprintf(fp1,\" \");

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fprintf(fp1,\"\\nDi %d ci winner is ：%d\ \把每次的游戏结果记录入fp1指定的文件当中*/

fprintf(fp1,\"\\n\")； }

player1=(float)A/1000; player2=(float)B/1000; player3=(float)C/1000;

printf(\"player1 is %f, player2 is %f, player3 is %f\\n\打印每个人赢的概率*/

fprintf(fp1,\" \");

fprintf(fp1,\"\\nplayer1 is: %f, player2 is:%f, player3 is:%f\\把每个人赢 的概率记录入指定的文件当中*/

fprintf(fp1,\"\\n\");

A=0, B=0,C=0,j=1;/*进入另一游戏方法，对计数器重新赋初值*/

printf(\"Do you want to play the other one(Y or N):\");/*提示用户尝试另一种游戏方法*/

k=getche();

if(k=='y'||k=='Y')/*若用户输入y，则进入另一种游戏方法*/ { printf(\"\\n\");

printf(\"please input n(normal: n=1 ; unnormal: n=2):\"); scanf(\"%d\ if(n!=1&&n!=2)

printf(\"Your input is error!Please try it again!\"); else

{ randomize();

if((fp1=fopen(\"d:\\\\outfile.txt\ { printf(\"file cannot be open\\n\"); exit(1); }

fprintf(fp1,\"The n is:%d\ for(j=1;j<=1000;j++) { winner=startDuel(n); if(winner==1) A++; if(winner==2) B++; if(winner==3) C++; fprintf(fp1,\" \");

fprintf(fp1,\"\\nDi %d ci winner is ：%d\ \ fprintf(fp1,\"\\n\");

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}

player1=(float)A/1000; player2=(float)B/1000; player3=(float)C/1000;

printf(\"player1 is %f, player2 is %f, player3 is %f\\n\ fprintf(fp1,\" \");

fprintf(fp1,\"\\nplayer1 is: %f, player2 is:%f, player3 is:%f\\

fprintf(fp1,\"\\n\"); } }

else/*若用户输入n，则游戏结束*/ if(k=='n'||k=='N') { printf(\"\\n\");

printf(\"The game is over ,thank you for playing!\"); }

else/*若用户输入其他字符，则提示用户输入错误*/ {printf(\"\\n\");

printf(\"your input is error!\"); }

fclose(fp1);/*关闭文件*/ return 1;/*返回一个值*/ } }

五 调试分析

1．测试数据与输出结果：

（1）当输入n值为1时，得到三者获胜的概率分别为0.，0.，0..（2）接着输入y继续，然后输入n值为2，得到概率分别为0.，0.，0..（3）以上是正确的输入形式，接着以错误的形式输入数据，再次运行，输入n值为3，则会输出“Your input is error！Please try it again！”提示输入错误。（4）再次运行，输入n值为2，又得出一组概率，接着界面会输出“Do you want to play the other game（Y or N）：”，若输入除y和n外的其它字符，如6，则界面会输出“Your input is error!”,提示用户输入错误。

2．对存在问题的思考：

（1）shoot函数：该函数的原型是void shoot ( int *targetAlive, double accuracy )，其形参targetAlive是指针型变量，但最初的程序却把一个普通的整型变量赋给该形参，于是错

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误提示总显示变量targetAlive没用上，但后来把同类型的变量赋给该形参，该错误就解决了。还有一个问题就是，用random函数产生随机数时，没用上randomize函数，导致每次产生的随机数都一样，得不出正确的结果，所以应同时用上randomize函数。（2）startDuel函数：问题1：该函数如何才能包含两种游戏方法，让用户运行时能够选择游戏方法？解决办法：利用if---else语句，并用n值标志游戏方法，不同的n值分别对应的游戏方法。问题2：游戏过程分支多，如何避免因重复或遗漏某一情况而产生的逻辑错误？解决办法：先在纸上清晰地列出游戏的每一种情况，哪种情况是并列关系，哪种是包含关系，要做到心中有数，接着用if——else语句把整个过程表达出来。问题3：A与B互打时，到那步结束时不确定的，怎么解决此问题？解决办法：利用while循环语句，循环条件是人数大于1.（3）main函数：问题1：如何一千次调用startDuel函数？解决办法：用for循环语句。问题2：建立一个文件时，最初总是找不到该文件。解决办法：建立文件时，要指明文件的路径方向，在哪个盘，运行程序后打开此盘就能找到该文件。

3．算法的改进思想：

以上源程序的算法，是建立在整个游戏过程的细节上的，每一种情况都要考虑难到，这给编写和调试程序带来不少的麻烦，改进思想是，用一个while循环语句，以人数大于1为循环条件，循环内容是A，B，C三个人轮流打，每次都打当前除了自己，命中率最高的人，并标明射击条件：射击者与被射击者都还活着。这样，就不用考虑游戏过程的每个细节，程序的思想也简单明了，当循环结束时，三个人也就只剩一人了，该人即获胜者。

六 测试结果

1．完备的测试计划：按如下顺序进行：

（a.）输入n值为1，以测试第一种游戏方法；（b）.输入y或Y继续进行，接着输入n值为2，以测试第二种游戏方法；（c）.输入n值为3，以测试当输入的n值不符合要求时程序的反应. （d）.输入n值为1，接着输入n或N，以测试不想继续进行第二种游戏方法时程序的反应；（e）.输入n值为1，接着输入h，以测试输入错误字符时程序的反应。

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2．实验结果：

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七 用户使用说明

按如下步骤使用：

1.进入程序运行界面，并按ctrl---F9键运行程序。

2.接着屏幕会打印出提示语，提示输入n值，即选择游戏方法，这时如果想运行A先打的方法，则输入1，若想运行B先打的方法，则输入2，接着按回车键，则得出游戏结果。

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3.步骤2之后，屏幕会提示输入y或n，以决定是否以另一游戏方法运行程序，若输入y或Y，则继续运行，接着输入n值，再按Alt---F5键查看结果，若输入n或N，则应按Alt---F5键，于是屏幕会显示出游戏已结束的语句。

4.若用户输入的n值为除了1和2之外的其它数值，则程序会提示输入错误，这时应重新运行。若用户输入的字符是除了y，Y和n，N之外的字符，程序也会提示输入错误，这时也应重新运行程序。

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八 课程设计总结

1、在短短的一个学期内，想学好C语言和数据结构是不可能的，就连课本都学不完，就别说课外的知识了，在这次课程设计中就体现出来，编写该程序需要用到文件的知识，但上课老师根本没讲过，所以需要自己去看书，去自学，然后摸索着把刚学到的知识用到程序上。这就体现了自学的重要性。

2. 程序编出来了，并不代表就完事了，调试和修改程序，还需要花更大的精力，这就需要耐心，把每一个模块，每一句语句都仔细地检查，修改，通过很多次检查与修改，程序才有可能运行成功。通过这次课程设计，我懂得了调试程序时耐心的重要性，并提高了自己编写与调试程序的能力。

3. 很多知识与经验，自己是不懂得，这时就要虚心地去请教别人，就像这次课程设计，起初不知道怎么产生0到1的随机数，后来请教了同学，才知道，应该用random和randomize函数。

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4. 以前，总以为程序编出来并调试过关就万事大吉了，但通过这次课程设计之后，才明白，程序不只是给自己看的，还要供别人参考并使用，所以编的程序，还需要有整齐的格式，清晰的模块，简洁易懂的语言，而且重要语句后面得有简单明了的注释语句，运行程序时能出现良好的提示菜单，这样，别人才能比较容易地参考并使用自己编写的程序。

5. 通过这次课程设计，我学到的东西不少，同时也明白了自己编程的能力还有待提高，所以我将继续努力学习C语言和其它编程语言。

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