0 前言——关于IIPP
本系列博客的内容均来自《An Introduction to Interactive Programming in Python (Part 1)》（在此我简称为“IIPP”）。
这是Coursera上的一门课程，以做游戏为导向讲解python交互式编程，非常有意思。它总共有8周的课程，每周都会有一个迷你项目（mini-project），由易到难，不过即使是容易完成的内容也能在某一个小点引人思考——比方说第一周的内容仅仅是猜拳，但老师所提出的关于“模数”的想法是异常精妙的，如果没有这方面的提示当然也是可以用一种傻瓜式编程编写出来，但是将列写出全部5*5=25种可能性（程序显得憨憨傻傻），然而一旦引入了“模数”的概念，则会将程序简化又简化，会让人由衷地感慨：“这就是数学之美！”
因此我将把每一次的作业编写结果都用博客的方式记录下来，并且与此同时也整理一下我从这一次作业中得到了什么。
1 作业内容
本周的作业内容是基于“剪刀石头布”的一种扩展，在“剪刀”“石头”“布”这三张牌的基础上又增加了两种牌——“蜥蜴”和“斯波克”（虽然我并不知道斯波克是什么东西……），于是由原先的剪刀石头布“一物降一物”变成了“两物降两物”，什么意思呢？我拿一张图进行解释：
如图，箭头的两端连接的是克制者与被克制者，被箭头指的是被克制的那一方。比如绿色的球与红色的球，通过查看箭头指向，可以发现是绿色克制红色。
国产的游戏里经常出现五行相生相克这种东西（当然还有一些游戏基于五行相生相克搞出来更复杂的相生相克关系，比如《赛尔号》），所以我觉得这样理解起来不难吧？画上面那图的时候我还用的是五行中的五种颜色呢~
总而言之，五张牌中任意一张牌，会克制其中两张牌，同时被其中另外两张牌克制，这样很公平。
2 判断胜出函数“compare_player_comp”的实现
2-1 方法一
现在题目来了：让玩家出任意一张牌，然后计算机再出一张牌，比较一下看谁赢。是不是感觉简单得不得了？其实最简单的方法就是把全部的可能性都列写出来，也就是共有5*5=25种可能性。
但是在前言中也说了这种方法有点憨，Joe老师给出一个提示就是：给这五张牌按0~4进行编号，然后比较大小。编号是这样的：
- 0 — rock
- 1 — Spock
- 2 — paper
- 3 — lizard
- 4 — scissors
这种方法识别起来很直观，比如0<1，所以Spock赢了rock；0<2，所以paper赢了rock……
不过要注意，当给定的两个数字的差值大于2开始，就不能这样直白地比较大小了。比如0和3比较，这里0应该转为5（0和5对5的余数都是5，就像时钟里0点=12点一样，0和12对12的余数都是12），是5>3因此是rock胜。同理，0和4比较，因为|0-4|=4>2，所以要把0转为5再进行比较，是5>4所以rock胜出。
因此当给定两个数的时候，我们必须先搞清楚这两个数的差值是否大于2。分为以下三种情况：
（1）-2≤num1-num2≤2：直接令num1与num2进行比较，谁大谁赢；
（2）num1-num2<-2：让num1加5，然后再与num2比较，谁大谁赢；
（3）num1-num2>2：让num1减5，然后再与num2比较，谁大谁赢。
写成代码就是这样的：
1 def compare_player_comp_m1(player_number,comp_number): 2 diff = player_number - comp_number 3 if (diff>2): 4 player_number -= 5 5 elif (diff<-2): 6 player_number += 5 7 if player_number>comp_number: 8 winner="player" 9 elif player_number<comp_number: 10 winner="computer" 11 else: 12 winner="nobody" 13 print winner + " wins!"
其中传递进来的两个参数分别为“玩家出的牌对应的数字”和“计算机出的牌对应的数字”。
2-2 方法二
这种方法不得不承认我一开始是没有想到的，它是在课程的《Code Clinic Tips》页面下给出的一个提示。
如图所示，是将这全部5*5=25种情况列些出来的一个表格，表格中每个单元格的左上角是“player_number - comp_number”的差值，而右下角则是该差值对5取模所得。
通过这样一个表格，我们可以很直观地观察到当右下角的值为1或2时，是玩家胜出（蓝色字体标明是玩家胜出），当右下角的值为3或4时，是计算机胜出（红色字体标明是计算机胜出），右下角的值为0时，没有人胜出（黄色字体标明打平手）。
这样一来程序就更好写了：
1 def compare_player_comp_m2(player_number,comp_number): 2 diff = player_number - comp_number 3 diff_module = diff % 5 4 if (diff_module==1) or (diff_module==2): 5 winner="player" 6 elif (diff_module==3) or (diff_module==4): 7 winner="computer" 8 else: 9 winner="nobody" 10 print winner + " wins!"
3 其余helper函数以及主函数的实现
1、本程序的helper函数有以下三个：
（1）name_to_number(name)：将牌名转为对应的数字0~4。
1 def name_to_number(name): 2 number=-1 #init 3 if name=="rock": #convert 4 number=0 5 elif name=="Spock": 6 number=1 7 elif name=="paper": 8 number=2 9 elif name=="lizard": 10 number=3 11 elif name=="scissors": 12 number=4 13 if number==-1: #return 14 err="no choice named "+ """ +name + ""." 15 return err 16 else: 17 return number
（2）number_to_name(number)：将数字转为对应的牌名“rock”~“scissors”。
1 def number_to_name(number): 2 name="none" #init 3 if number==0: #convert 4 name="rock" 5 elif number==1: 6 name="Spock" 7 elif number==2: 8 name="paper" 9 elif number==3: 10 name="lizard" 11 elif number==4: 12 name="scissors" 13 if name=="none": #return 14 err="the number ""+ str(number) + "" is not a valid input." 15 return err 16 else: 17 return name
（3）compare_player_comp(player_number,comp_number)：即上一节中实现的函数，我给出了两种实现方法，用m1和m2区分。
2、主函数rpsls(player_choice)：在rpsls函数中，除过完成让电脑出拳这一步之外，它还负责将上面这些helper函数串在一起以实现猜拳功能。
1 import random 2 3 def rpsls(player_choice): 4 print "Player chooses " + player_choice # rpsls part1 5 player_number=name_to_number(player_choice) 6 if str(player_number).isdigit()==True: #只有player_number是数字，才能说明输入无误，方可往下继续走 7 comp_number= random.randrange(0,5,1) # rpsls part2 8 comp_choice=number_to_name(comp_number) 9 print "Computer chooses " + comp_choice 10 compare_player_comp_m2(player_number,comp_number) #rpsls part3 11 print " " 12 else: 13 print player_number
4 全部程序清单
1 ### helper function ### 2 def name_to_number(name): 3 number=-1 #init 4 if name=="rock": #convert 5 number=0 6 elif name=="Spock": 7 number=1 8 elif name=="paper": 9 number=2 10 elif name=="lizard": 11 number=3 12 elif name=="scissors": 13 number=4 14 if number==-1: #return 15 err="no choice named "+ """ +name + ""." 16 return err 17 else: 18 return number 19 20 def number_to_name(number): 21 name="none" #init 22 if number==0: #convert 23 name="rock" 24 elif number==1: 25 name="Spock" 26 elif number==2: 27 name="paper" 28 elif number==3: 29 name="lizard" 30 elif number==4: 31 name="scissors" 32 if name=="none": #return 33 err="the number ""+ str(number) + "" is not a valid input." 34 return err 35 else: 36 return name 37 38 def compare_player_comp_m1(player_number,comp_number): 39 diff = player_number - comp_number 40 if (diff>2): 41 player_number -= 5 42 elif (diff<-2): 43 player_number += 5 44 if player_number>comp_number: 45 winner="player" 46 elif player_number<comp_number: 47 winner="computer" 48 else: 49 winner="nobody" 50 print winner + " wins!" 51 52 def compare_player_comp_m2(player_number,comp_number): 53 diff = player_number - comp_number 54 diff_module = diff % 5 55 if (diff_module==1) or (diff_module==2): 56 winner="player" 57 elif (diff_module==3) or (diff_module==4): 58 winner="computer" 59 else: 60 winner="nobody" 61 print winner + " wins!" 62 63 ### main function ### 64 import random 65 66 def rpsls(player_choice): 67 print "Player chooses " + player_choice # rpsls part1 68 player_number=name_to_number(player_choice) 69 if str(player_number).isdigit()==True: #只有player_number是数字，才能说明输入无误，方可往下继续走 70 comp_number= random.randrange(0,5,1) # rpsls part2 71 comp_choice=number_to_name(comp_number) 72 print "Computer chooses " + comp_choice 73 compare_player_comp_m2(player_number,comp_number) #rpsls part3 74 print " " 75 else: 76 print player_number 77 78 ### display ### 79 rpsls("rock")
2016.5.29
by 悠望南山