Случайные числа, кубики и игры на удачу
Научите программу бросать кубик и удивлять вас
Главная мысль: компьютер выполняет ваши команды в точности, так как же он может быть "случайным"? Секрет в особой машине чисел, которая выдаёт числа, которые трудно предугадать. В C++ для этого есть современный набор инструментов
<random>. Как только вы научитесь получать случайные числа, вы сможете сделать кубики, монетки, перемешивание карт и игры.
К концу урока вы сможете:
- объяснить, почему программы используют псевдослучайные числа,
- пользоваться тремя помощниками из
<random>:random_device,mt19937и распределением, - задавать зерно один раз и бросать кубик много раз,
- отображать числа в диапазон, например от
1до6, - построить генератор бросков кубика и игру "угадай число".
1. Зачем нужны случайные числа?
Вспомните любимые игры. Настольной игре нужны кубики. Карточной игре нужно перемешивание. В видеоигре вдруг появляется враг или выпадает приз. Даже в лотерее нужно выбрать победителя. Всему этому нужно число, которое никто не может предсказать заранее.
Случайность нужна не только для веселья. Программисты используют случайные числа, чтобы тестировать свой код разными данными, а учёные - чтобы моделировать погоду или движение транспорта. Так что умение делать хорошие случайные числа - это настоящий, полезный навык, а не просто игрушка.
Компьютер не может подбросить настоящую монетку. Вместо этого он выполняет хитрую математику, которая выглядит случайной. Такой результат называют псевдослучайным числом: "псевдо" значит "как будто", ведь оно только притворяется по-настоящему случайным.