Rust로 만드는 숫자 추리 게임

📍 추리 게임

RUST로 고전적인 입문자용 프로그래밍 문제인 추리 게임을 구현해보자.

프로젝트 설명

1. 이 프로그램은 1~100 사이의 임의의 정수를 생성함
2. 다음으로 플레이어가 프로그램에 추리한 정수를 입력함
3. 프로그램은 입력받은 추리값이 정답보다 높거나 낮은지를 알려줌
4. 추리값이 정답이라면 축하 메세지를 보여주고 종료함

 

🆕 새로운 프로젝트 생성하기

첫 명령어의 --bin 플래그는 바이너리용 프로젝트를 생성하는 플래그이다.

cargo new guessing_game --bin

cd guessing_game

code .

 

 

📝 코드 작성하기

숫자 입력 받기

use std::io;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin().read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    println!("You guessed: {}", guess);
}

 

러스트에서 사용자 입출력을 위해서는 io 라이브러리를 스코프로 가져와야 한다.

use std::io;

:: 는 경로 연산자로 불리며, 모듈, 트레이트, 열거형 및 함수 등을 참조하거나 접근할 때 사용한다.

 

println!("Guess the number!");
println!("Please input your guess.");

println!은 문자를 화면에 표시하는 매크로이다.

 

러스트에서 변수는 기본적으로 불변이다.

따라서 가변변수로 선언하기 위해서는 mut이라고 지정해야 한다.

let mut guess = String::new();

위 코드에서는 새로운 String 인스턴스와 연결된 가변변수를 선언한다.

 

io::stdin().read_line(&mut guess)
    .expect("Failed to read line");

read_line에 &mut guess 를 인자로 넘긴다.

변수 guess가 가변 변수이어야 하는 이유는 입력한 값을 문자열에 저장해야 하기 때문이다.

 

read_line의 반환 값은 io::Result 이다.

io::Result 는 에러 처리를 위한 정보를 표현하기 위해 사용되는데, 이를 위한 variants는 Err와 Ok가 있다.

io::Result 인스턴스는 expect 메소드를 가지고 있고, io::Result 인스턴스의 variants에 따라 에러를 처리한다.

 

따라서 위 코드에서는 에러가 발생하면 “Failed to read line”을 출력하는 것을 알 수 있다.

println!("You guessed: {}", guess);

println! 변경자(placeholder)를 이용해 값을 출력한다.

{} 위치에 guess의 값이 표시된다.

 

여기까지 작성한 코드를 실행해보자!

내가 입력한 숫자 3이 출력되는 것을 확인할 수 있다.

 

 

추리값 처리하기

1. rand 크레이트 추가하기

러스트는 표준 라이브러리에 랜덤 값을 생성하는 기능이 없으므로 rand 크레이트를 이용해야 한다.

이 때, 크레이트는 러스트 코드의 묶음(package)이다.

 

먼저, Cargo.toml 파일을 수정해 rand 크레이트를 추가해야 한다.

[dependencies]
rand = "0.3.14"

 

이후, build를 하게 되면 외부 의존성을 가지게 되는 것을 확인할 수 있다.

Cargo.toml에는 rand만 추가했지만, rand는 libc에 의존하기 때문에 libc도 함께 다운 받아지는 것을 볼 수 있다.

 

이렇게 Cargo가 의존성 관리에 매우 유용하다는 것을 알 수 있다.

2. 임의 숫자(정답) 생성하기

extern crate rand;

use std::io;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

    println!("The secret number is: {}", secret_number);

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin().read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    println!("You guessed: {}", guess);
}

맨 첫 번째 줄에 extern crate rand;를 추가해 외부에 의존하는 크레이트가 있음을 알린다.

다음, use rand::Rng;를 추가해 임의의 숫자를 생성할 수 있도록 한다.

 

중간에 추가된 코드인 다음 코드는 임의 정수를 생성하는 코드이다.

rand::thread_rng 함수는 OS가 시드(seed)를 정하고 현재 스레드에서만 사용되는 특별한 정수생성기를 돌려 준다.
gen_range() 메소드를 통해 1과 100 사이의 숫자를 생성해 secret_number에 값을 넣어준다.

let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

 

이제 프로그램을 실행하면 다음처럼 임의의 숫자가 잘 생성된 것을 볼 수 있다

 

 

3. 정답과 추리값 비교하기

extern crate rand;

use std::io;
use std::cmp::Ordering;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

    println!("The secret number is: {}", secret_number);

    println!("Please input your guess.");

    let mut guess = String::new();

    io::stdin().read_line(&mut guess)
        .expect("Failed to read line");

    let guess: u32 = guess.trim().parse()
        .expect("Please type a number!");

    println!("You guessed: {}", guess);

    match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less    => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal   => println!("You win!"),
    }
}

use std:cmp::Ordering은 표준 라이브러리에서 값을 비교하는 cmp 모듈의 Ordering 열거형을 가져오는 코드이다.

Ordering의 값은 Less, Greater, Equal이다.

이를 이용해 맨 마지막에 Ordering 타입을 이용해 비교를 수행하는 코드를 작성한다.

이 때 match 표현식이 사용되는데, match는 주어진 값이 패턴과 일치하면 코드를 실행하도록 한다.

 

중간에 추가된 다음의 코드를 살펴보자.

let guess: u32 = guess.trim().parse()
        .expect("Please type a number!");

먼저, 러스트에서는 문자열과 정수형을 비교할 수 없다.

따라서, 앞서 문자열 형식으로 입력 받았던 guess를 정수형으로 바꿔주어야 한다.

 

trim 메소드를 통해 문자열을 입력하며 붙은 개행문자(\n)를 제거해준다.

parse 메소드는 통해 문자열을 숫자형으로 파싱한다.

이 메소드는 다양한 종류의 정수형을 변환하므로 let guess: u32처럼 정확한 타입을 명시해야 한다.

parse 메소드는 Result 타입으로 결과를 전달하게 되는데, 만약 문자열이 값으로 전달되면 정수로 변환할 수 없기 때문에 Err 를 반환하며 expect에 작성한 메세지를 출력한다.

 

이제 실행을 해보자!

여러 입력 값을 통해 지금까지 작성한 코드가 잘 작동하는지 검증했다!

 

 

반복문을 통한 여러 번의 추리 허용

extern crate rand;

use std::io;
use std::cmp::Ordering;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

    println!("The secret number is: {}", secret_number);

    loop {
        println!("Please input your guess.");

        let mut guess = String::new();

        io::stdin().read_line(&mut guess)
            .expect("Failed to read line");

        let guess: u32 = guess.trim().parse()
            .expect("Please type a number!");

        println!("You guessed: {}", guess);

        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less    => println!("Too small!"),
            Ordering::Greater => println!("Too big!"),
            Ordering::Equal   => {
                println!("You win!");
                break;
            }
        }
    }
}

무한 반복을 제공하는 loop 키워드를 통해 여러 번의 숫자를 입력할 수 있도록 한다.

또한, 비교한 값이 같을 경우 break를 통해 프로그램을 종료한다.

 

 

잘못된 입력값 처리하기

숫자가 아닌 값이 입력되면 무시하고, 사용자가 다시 추리값을 입력할 수 있도록 구현해보자.

extern crate rand;

use std::io;
use std::cmp::Ordering;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

    println!("The secret number is: {}", secret_number);

    loop {
        println!("Please input your guess.");

        let mut guess = String::new();

        io::stdin().read_line(&mut guess)
            .expect("Failed to read line");

        let guess: u32 = match guess.trim().parse() {
            Ok(num) => num,
            Err(_)  => continue,
        };

        println!("You guessed: {}", guess);

        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less      => println!("Too Small!"),
            Ordering::Greater   => println!("Too Big!"),
            Ordering::Equal => {
                println!("You Win!");
                break;
            }
        }
    }
}

입력된 값을 정수로 변환하는 코드 부분을 수정했다.

match 표현식을 통해 Result 타입에 대한 패턴을 작성했다.

이는 정수로의 변환이 성공하면 parse가 생성한 num값을 돌려주고, Err라면 continue가 되도록 처리했다.

 

이제, 정답 값이 출력되는 부분만 수정하면 추리 게임이 완성된다!

 

 

⭐ 최종 코드

extern crate rand;

use std::io;
use std::cmp::Ordering;
use rand::Rng;

fn main() {
    println!("Guess the number!");

    let secret_number = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

    loop {
        println!("Please input your guess.");

        let mut guess = String::new();

        io::stdin().read_line(&mut guess)
            .expect("Failed to read line");

        let guess: u32 = match guess.trim().parse() {
            Ok(num) => num,
            Err(_)  => continue,
        };

        println!("You guessed: {}", guess);

        match guess.cmp(&secret_number) {
            Ordering::Less      => println!("Too Small!"),
            Ordering::Greater   => println!("Too Big!"),
            Ordering::Equal => {
                println!("You Win! The secret nember was {}", secret_number);
                break;
            }
        }
    }
}

이렇게 러스트의 개념을 훑어보기 위한 간단한 추리게임을 완성했다!

 

 

 

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참고 자료

https://rinthel.github.io/rust-lang-book-ko/ch02-00-guessing-game-tutorial.html

추리 게임 튜토리얼 - The Rust Programming Language