03章 函数.txt

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31          ++frequeneyS;
32          break;
33        case 6:
34          ++frequency6;
35          break;
36        default:
37          cout << "should never get here!";
38     }
39   }
40 
41   cout << "Face" << setw{ 13 ) << "Frequency"
42        << "\n  1" << setw( I3 ) << frequencyl
43        << "\n  2" << setw( 13 ) << frequency2
44        << "\n  3" << setw( 13 ) << frequency3
45        << "\n  4" << setw( 13 ) << frequency4
46        << "\n  5" << setw( 13 ) << frequency5
47        << "\n  6" << setw( 13 ) << frequency6 << endl;
48
49   return 0;
50 }

输出结果：
    Face    Frequency
    1      987
    2      984
    3      1029
    4      974
    5      1004
    6      1022
    
                      图3．8模拟投骰子6000次


    测试与调试提示3．1
    即使能确切保证程序没有缺陷，也应在switch结 构中用一个default case来找到错误。

    再次执行图3．7的程序得到：
    5    5    3    5    5
    2    4    2    5    5
    5    3    2    2    1
    5    1    4    6    4
注意打印的数值顺序与上一次完全相同，怎么能算是随机数呢，其实，这种可重复性是rand函数的一个重要特性。调试程序时，这种可重复性提供了证明修改后程序能正确工作的关键。
    rand函数实际上产生的是伪随机数(pseudo-randomnumber)。重复调用rand函数产生一系列看上去是随机的数值，但每次执行程序时，这组数值本身是可重复的。一旦程序进行彻底调试之后，就可以调整为在每次执行程序时产生不同的随机数系列。这个过程称为随机化(randomizing)，是用标准库函数srand完成的。srand函数取一个unsigned类型的整数参数并内嵌rand函数(即种子)，
就可以在每次执行程序时产生不同的随机数系列。
    srand函数的使用如图3．9所示。在这个程序中，我们使用数据类型unsigned(unsigned int的缩写)。int值至少占内存的两个字节，可以存正值或负值。unsignediht变量值也至少占内存的两个字节。2字节的unsigned int只能取O到65535的非负值，4字节的unsignediht只能取O到4294967295的非负值，srand函数取unsigned int值作参数。srand函数的函数原型在头文件<stdlibh>新C++标准的cstdlib)中。
    下面将程序运行几次并观察结果。注意，只要提供不同的种子，即可在每次执行程序时产生不同的随机数系列。
1 // Fig. 3.9: fig0309.cpp
2 // Randomizing die-rolling program
3 #include <iostream.h>
4 #include <iomanip.h>
5 #include <stdlib.h>
6
7 int main( )
8 {
9   unsigned seed;
10
11   cout << "Enter seed: ";
12   cin >> seed;
13   srand{ seed );
14
15   for ( int i = 1; i <= 10; i++ ) {
16     cout << setw( 10 ) << 1 + rand( ) % 6;
17
18     if ( i % 5 == 0 )
19        cout << endl;
2O   }
21
22   return 0;
23 }

 输出结果：
    Enter seed：  67
    1    6    5    1    4
    5    6    3    1    2

    Enter seed：432
    4    2    6    4    3
    2    5    1    4    4

    Enter seed：  67
    1    6    5    1    4
    5    6    3    1    2

    图3．9投骰子随机化程序

    如果不想每次输入种子值而随机化，则要用如下语句：
    srand( time ( O ) )；
使计算机通过时钟值自动取得种子值。time函数(上述语句中该函数的参数为0)返回当前“日历时间”的秒数，将这个值转换为无符号整数值，作为随机数产生器的种子。time函数的函数原型在<time>(新C++标准的ctime)中。

    性能提示 3．2
    srand函数只要在程序中调用一次即可得到所需的随机化结果，多次调用是多余的，会降低程序性能。
    由rand函数直接产生的值总是取值为：
    O≤rand()≤  RAND_MAX
前面介绍了如何用一个语句模拟投骰子，该语句如下所示：
    face=1+rand(  ) % 6；
  总是对变量face指定1≤face≤6的整数(随机)。注意这个范围的宽度(即构成该范围的连续整数的个数)为6并从1开始。从上述语句可以看出，范围宽度是由求模运算符比例缩放rand的数值(6)确定的，开始值等于rand％6中加进的数值(即1)。可以将这个结果一般化，如下所示：
    n = a + rand(  )  ％b；
  其中a是位移值(等于所要的连续整数范围的开始值)，b是比例因子(即由连续整数构成的该范围的宽度)。练习中将介绍如何从一组非连续整数中随机选择整数。
    
    常见编程错误3．16
    用srnd函数代替rand函数产生随机数是个语法错误，因为srnd函数不返回值。

3.9  案例：机会游戏与enum简介
    一个最常见的机会游戏是投骰子游戏，游戏规则如下：
    游戏者投两枚骰子，每个骰于有六面，这些面包含1、2、3、4、5、6个点。投两枚骰于之后，计算点数之和。如果第一次投时的和为7或11，则游戏者获胜。如果第一次投时的和2、3或12，则游戏者输，庄家赢。如果第一次投时的和为4、5、6、8、9或10，则这个和成为游戏者的点数。
  要想赢，就要继续投骰子，直到赚到点数。如果投七次之后还没有赚到点数，则游戏者输。
    图3．10中的程序模拟了投骰子游戏，图3．1l显示了几个示例的执行结果。
1 // Fig. 3.10: figO3_lO.cpp
2 // Craps
3 #include <iostream.h>
4 #include <stdlib.h>
5 #include <time.h>
6
7 int rollDice( void );  // function prototype
8
9 int main ( )
10 {
11      enum status{CONTINUE,WON,LOST};
12      int sum, myPoint;
13      status gameStatus;
14
15      srand( time( NULL ) );
16      sum = rollDice( );          // first roll of the dice
17
18      switch ( sum ) {
19             case 1:
20             case 11:              // win on first roll
21                  gameStatus = WON;
22                  break;
23             case 2:
24             case 3:
25               case 12:              // lose on first roll
26        gameStatus = LOST;
27        break;
28     default:              // remember point
29        gameStatus = CONTINUE;
3O        myPoint = sum;
31        cout << "point is "<< myPoint << endl;
32        break;             // optional
33
34
35   while { gameStatus == CONTINUE ) {   // keep rolling
36     sum = rollDice( );
37
38     if ( sum = myPoknt )      // win by making point
39        gameStatus = wON;
40     else
41        if ( sum == 7 }        // lose by rolling 7
42          gameStatus = LOST;
43     }
44
45   if ( gameStatus == WON )
46     cout << "Player wins" << end1;
47   else
48     cout << "Player loses" << endl;
49
50   return 0;
51 }
52
53 int rollDice( void )
54 {
55   int diel, die2, workSum;
56
57   die1 = 1 + rand( ) % 6;
58   die2 = 1 + rand( ) % 6;
59   workSum = diel + die2;
60   cout << "Player rolled" << diel <<" + "<< die2
61        << " = " << workSum << endl;
62
63   return workSum;
64 }

                            图 3.10 模拟投骰子游戏的程序

Player rolled 6 + 5 = 11
Player wins

Player rolled 6 + 6 = 12
Player loses

Player rolled 4 + 6 = 10
Point is 10
Player rolled 2 + 4 = 6
Player rolled 6 + 5  11
Player rolled 3 + 3 = 6
Player rolled 6 + 4  10
Player wins

Player rolled 1 + 3 = 4
Point is q
Player rolled 1 + 4 = 5
Player rolled 5 + 4  9
Player rolled 4 + 6 - 10
Player rolled 6 + 3 - 9
Player rolled 1 + 2 = 3