Игра «Быки и коровы». Часть 1

Всем привет! Карантин прошел плодотворно и решил написать игрушку тайм-киллер «Быки и коровы». Игра не такая сложная, но довольно таки интересная. Обычно в игре используется 4 числа, которые нужно отгадать. Компьютер загадывает число, пользователь вводит свои 4 числа, если цифра в числе пользователя совпадает по позиции с позицией, в загаданном числе, то это бык, ну а если стоит не на своем месте, то это корова. Более подробные правила легко найти в интернете. В этой части разберемся с BackEnd'ом, в дальнейшем добавим FrontEnd, отгадывание числа пользователя и пожалуй все. Что ж, начнем!

Первым делом я создал класс BackEnd, который будет отвечать за всю работу программы. В нем есть поля:

    private int length;             //длина массива
    private int[] mas;              //задуманное компьютером число
    private int[] inputArray;       //число, введенное пользователем

Задумка в следующем: компьютер генерирует число mas длины length, пользователь вводит число inputArray и видит сколько в нем быков и коров, после чего побеждает или продолжает играть. Для начала мы будем выводить массив mas, что бы видеть число и дебажить код. потом уберем эту строку. Напишем вывод массива произвольной длинны:

    private void printMas(int[] mas) {
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            System.out.print(mas[i] + "   ");
        }
    } 

В данный метод мы передаем массив, который будем выводить и через цикл for. Можно было сделать через поле, но так как мы будем выводить сначала mas, а потом inputArray, то я решил сделать так.

Теперь нам нужно создать генерацию числа. можно сделать это стандартными функциями, но не стоит забывать, что нам нужны разные цифры в числе. Это значит, что число 45566 не подойдет, а 45367 будет в самый раз. Напишем метод генерации такого числа с проверкой цифр, но сначала выясним, какой длинны число хочет отгадать пользователь:

private void getMas() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        do {
            System.out.println("Введите целое число от 1 до 10");
            while (!scanner.hasNextInt()) {
                System.out.println("Введите число");
                scanner.next();
            }
            length = scanner.nextInt();
        } while (length <= 0 || length > 10);
        setMas(createMas());
    }

Мы создаем объект scanner, с помощью которого будем получать число из консоли. Дальше используем цикл с постусловием do while. Чуть позже объясню, почему так. В теле цикла мы видим цикл while. он используется для проверки того, что в консоль введено число, а не дробь, буквы и тд. После того, как мы убедились, что в консоль введено число, мы записываем его значение в length. И теперь постусловием do while проверяем, что оно принадлежит интервалу [0,10). Если введено число, не входящее в интервал, то мы снова просим ввести длину. Если число сразу введено правильно, то генерируем число методом createMas и меняем значение поля mas:

 public void setMas(int[] mas) {
        this.mas = mas;
    }

private int[] createMas() {
        int[] arr = new int[length];
        for (int i = 0; i < this.length; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 10);
        }
        boolean checkMas = false;
        while (!checkMas) {
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                    if (i != j) {
                        if (arr[i] == arr[j]) {
                            arr[j] = (int) (Math.random() * 10);
                        }
                    }

                }
            }


            boolean check = false;
            for (int i = 0; i < arr.length && !check; i++) {
                for (int j = 0; j < arr.length && !check; j++) {

                    if (i != j) {
                        if (arr[i] == arr[j]) {
                            check = true;
                            checkMas = false;
                        } else checkMas = true;
                    }
                }
            }

        }
        return arr;
    }

Поясню принцип работы createMas. Сначала мы создаем массив длины length и заполняем его случайными числами из интервала [0,10). Math.random() генерирует случайное число из интервала [0,1), а умножая его на 10 мы получаем число в интервале [0,10). Теперь у нас есть массив arr, который состоит из случайных цифр. Следующим шагом нужно проверить его на повтор цифр. Делать это я решил с помощью булевских переменных. Сначала мы сравниваем каждый элемент с каждым и случае совпадения меняем элемент, с которым сравниваем, на случайное число. После того, как мы сравнили все элементы, мы проверяем массив на уникальность цифр. для этого завел еще переменную check. Дальше мы просто сравниваем каждый элемент с каждым. Если нашли 2 одинаковых элемента, то выходим из for сравнения( так как !check выдаст false и циклы завершатся), и возвращаемся в циклы for для изменения одинаковых чисел. После того, как в массиве все цифры будут разными, переменная checkMas становится true и проверка массива заканчивается. Теперь мы возвращаем массив arr и делаем поле mas = arr.

Сейчас у нас есть задуманное компьютером число. Реализуем отгадывание этого числа пользователем. Для этого напишем метод checkInput:

private void checkInput() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int[] arr = new int[length];
        if (length == 1) System.out.println("Введите " + length + " число через ввод");
        else {
            if (length > 1 && length < 5) {
                System.out.println("Введите " + length + " числа через ввод");
            } else {
                if (length > 4 && length < 11) {
                    System.out.println("Введите " + length + " чисел через ввод");
                }
            }
        }
        boolean checkMas = false;
        while (!checkMas) {
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                do {
                    System.out.println("Введите целое число");
                    while (!scanner.hasNextInt()) {
                        System.out.println("Введите число");
                        scanner.next();
                    }
                    arr[i] = scanner.nextInt();
                    if(arr[i] < 0 || arr[i]>=10) System.out.println("Введите число от 0 до 9 включительно");
                } while (arr[i] < 0 || arr[i] >= 10);
            }
            
            boolean check = checkInputArray(arr);
            if (check) {
                checkMas = true;
            } else {
                System.out.println("Введенное число содержит повторяющиеся числа");
                System.out.println("Повторите ввод сначала");
            }
        }
        setInputArray(arr);

    }

Аналогично создаем scanner и вспомогательный массив arr длины length. Дальше идет пачка if'ов, которые отвечают не больше, чем за соответствие числа и фразы. После них идет непосредственно ввод и проверка числа пользователя. Дабы не было разногласия в логике с пользователем, я решил сделать так, что бы пользователь вводил каждое число отдельно.

for (int i = 0; i < length; i++) {
                do {
                    System.out.println("Введите целое число");
                    while (!scanner.hasNextInt()) {
                        System.out.println("Введите число");
                        scanner.next();
                    }
                    arr[i] = scanner.nextInt();
                    if(arr[i] < 0 || arr[i]>=10) System.out.println("Введите число от 0 до 9 включительно");
                } while (arr[i] < 0 || arr[i] >= 10);
            }

Именно в этом участке кода вводится и проверяется число. Работа аналогична вводу длины массива, поэтому объяснять смысла не вижу. Дальше идет проверка массива пользователя на наличие одинаковых чисел. Для этого напишем метод checkInputArray:

private boolean checkInputArray(int[] arr) {
        boolean checkMas = false;
        boolean check = false;
        for (int i = 0; i < arr.length && !check; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length && !check; j++) {

                if (i != j) {
                    if (arr[i] == arr[j]) {
                        check = true;
                        checkMas = false;
                    } else checkMas = true;
                }
            }
        }
        return checkMas;
    }

Проверка аналогична проверке загаданного массива, поэтому не буду задерживаться на ней. Если число пользователя содержит повторяющиеся цифры, то мы просим ввести все число заново. И так до тех пор, пока оно не будет введено правильно. После чего меняем значение поля inputArray на наш вспомогательный массив arr. На всякий случай приведу код:

public void setInputArray(int[] inputArray) {
        this.inputArray = inputArray;
    }

На этом моменте у нас есть два массива: массив загаданный и массив введенный. Пришло время узнать сколько же быков и сколько коров нашел пользователь.

Узнавать это мы будем с помощью метода checkCowAndBull:

private int[] checkCowAndBull() {
        int[] arr = new int[2];
        int cow = 0;
        int bull = 0;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            for (int j = 0; j < length; j++) {

                if (mas[i] == inputArray[j]) {
                    if (i == j) bull++;
                    else cow++;
                }
            }
        }
        arr[0] = cow;
        arr[1] = bull;
        return arr;
    }

Мы создаем вспомогательный массив на 2 элемента. Первый — количество коров, второй — количество быков. Дальше перебираем оба массива, сравнивая элементы. Если элементы равны и их индексы равны, то увеличиваем количество быков, иначе увеличиваем количество коров. После этого записываем значения в массив и возвращаем его.

Пришло время разобраться, что же все это время было в конструкторе класса BackEnd.

public BackEnd() {
        getMas();
        //printMas(mas);
        boolean win = false;
        while (!win) {
            checkInput();
            System.out.println("Введенный массив:");
            printMas(inputArray);
            System.out.println();
            int[] arr = checkCowAndBull();
            if (arr[1] == length) {
                win = true;
                System.out.println("Поздравляю! Вы победили!");
            } else {
                System.out.println("В введенном числе " + arr[0] + " коров, " + arr[1] + " быков");
                System.out.println("Повторите ввод числа");
            }
        }
    }

Сначала мы генерируем задуманный массив. Для отладки я его выводил, но для игры эта функция не нужна. Так как мы не знаем, с какой попытки пользователь угадает число, то запускаем цикл while до соответствующего момента. Дальше просим пользователя ввести его число, выводим введенный массив, проверяем количество быков и коров. Если количество быков совпадает с длинной массива, то число отгадано и игра завершается. В противном случае выводится число быков и коров и игра продолжается.

Остается лишь добавить в man создание экземпляра класса:

public class main {
    public static void main(String[] args) {
        BackEnd bk = new BackEnd();
    }
}

Запускаем, проверяем, играем.

Спасибо за внимание, скоро будет вторая часть.