frontpage-content/diaries/rust/02 - Higher-Lower-Spiel.adoc

:experimental:
:docdatetime: 2022-10-18T17:56:26+02:00

= Erstes Spiel

_https://doc.rust-lang.org/book/ch02-00-guessing-game-tutorial.html[Link zum Buch]_ | _Diese Seite ist aus einem https://jupyter.org/[Jupyter Notebook] exportiert_.

== Projekt erstellen

Das Projekt wird wie in Notebook 01 beschrieben erstellt.

== Einen Input aufnehmen


~*In[2]:*~
[source, rust]
----
:dep evcxr_input
// Das ^ ist für Jupyter
// Das v würde man wirklich benutzen
// use std::io;

println!("Guess the number!");

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

let mut guess = evcxr_input::get_string("Number? ");
// Das ^ ist für Jupyter
// Das v würde man wirklich benutzen
//let mut guess = String::new();

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

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


~*Out[2]:*~
----
Guess the number!
Please input your guess.
Number? 42
You guessed: 42
----

== Was haben wir gemacht?

* `use std::io;` bindet die Standard-IO Bibliothek ein
* `let mut guess` legt eine Variable `guess` an
** `mut` bedeutet, dass sie ``mutable'' also veränderbar ist
* `String::new()` erstellt eine neue Instanz der `String`-Klasse
* `io::stdin()` legt ein `Stdin`-Objekt an - ein Handler für die
CLI-Eingabe
** ohne die ``use'' Anweisung oben, müsste es `std::io::stdin()` sein
* `.read_line(&mut guess)` ließt eine Zeile und speichert sie in guess
** `&` erstellt dabei eine Referenz (wie in C)
** Referenzen sind standardmäßig immutable - deshalb `&mut`
** `read_line()` gibt ein `Result`-Objekt zurück, dieser kann `Ok` oder
`Err` enthalten
* `.expect("Fehlermeldung")` entpackt das `Result`-Objekt
** Theoretisch ist das unnötig, sonst gibt es aber eine Warnung
** Sollte ein `Err` im Result sein, wird durch `expect()` eine Exception
auftreten
* `println!("Eingabe: {}", guess)` ist ein formatiertes print

== Eine random Zahl erstellen

Für eine random Zahl brauchen wir die erste Dependency. +
Also `Cargo.toml` bearbeiten:

[source, toml]
----
[dependencies]
rand = "0.3.14"
----

(In Jupyter müssen wir das anders lösen.)

Dependencies findet man auch auf https://crates.io[crates.io].

Die crate `rand` kann jetzt im Code verwendet werden.


~*In[3]:*~
[source, rust]
----
:dep rand = "0.3.15"
// Das ^ ist von Jupyter

extern crate rand;
use rand::Rng;

let secret_number: u32 = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);

println!("{}", secret_number);
----


~*Out[3]:*~
----
37
----

== Höher oder tiefer?

Vergleichen wir doch einfach mal… +
Ein Fehler?


~*In[4]:*~
[source.notCompiling, rust]
----
use std::cmp::Ordering;

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


~*Out[4]:*~
----

    match guess.cmp(&secret_number) {

                    ^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `String`, found `u32`

    mismatched types

----

Unser `guess` ist ja ein `String`! Den kann man nicht einfach mit einem
`int` vergleichen (anscheinend). +
Wir müssen unser guess also umwandeln:


~*In[5]:*~
[source, rust]
----
let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("Please type a number!");
----

`.strip()` entfernt Whitespace von beiden Seiten und `parse()` macht
eine Zahl draus.

`guess` als Variable ist schon vorhanden? Kein Problem! Rust erlaubt
``Shadowing'', damit man nicht mehrere Variablen unterschiedlicher
Datentypen für den selben Wert anlegen muss.

Jetzt sollte das Vergleichen auch klappen!


~*In[6]:*~
[source, rust]
----
use std::cmp::Ordering;

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


~*Out[6]:*~
----
Too big!
()
----

== Nicht nur ein Versuch

Damit wir mehrmals raten können, brauchen wir eine Schleife.


~*In[7]:*~
[source, rust]
----
let secret_number: u32 = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);
loop {
    let mut guess = evcxr_input::get_string("Number? ");
    let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("Please type a number!");
    
    match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal => println!("You win!"),
    }
}
----


~*Out[7]:*~
----
Number? 100
Too big!
Number? 50
Too big!
Number? 25
Too small!
Number? 30
Too small!
Number? 40
Too small!
Number? 42
Too small!
Number? 45
You win!
Number? 45
You win!
Number? 100
Too big!
Number? 45
You win!
Number? 
...
----

Funktioniert, aber selbst nach dem Erraten passiert nichts und wir
sollen weiter raten. +
Offensichtlich müssen wir die Schleife dann abbrechen.


~*In[8]:*~
[source, rust]
----
let secret_number: u32 = rand::thread_rng().gen_range(1, 101);
loop {
    let mut guess = evcxr_input::get_string("Number? ");
    let guess: u32 = guess.trim().parse().expect("Please type a number!");
    
    match guess.cmp(&secret_number) {
        Ordering::Less => println!("Too small!"),
        Ordering::Greater => println!("Too big!"),
        Ordering::Equal => {
            println!("You win!");
            break;
        },
    }
}
----


~*Out[8]:*~
----
Number? 100
Too big!
Number? 50
Too big!
Number? 25
Too small!
Number? 42
Too big!
Number? 39
Too big!
Number? 37
Too big!
Number? 36
Too big!
Number? 33
Too big!
Number? 30
Too big!
Number? 29
You win!
()
----

== Error handling

Derzeit stirbt das Programm einfach mit einem Fehler, wenn man keine
Zahl eingibt. Das können wir auch relativ einfach fixen:


~*In[9]:*~
[source, rust]
----
loop {
    let mut guess = evcxr_input::get_string("Number? ");
    let guess: u32 = match guess.trim().parse() {
        Ok(num) => num,
        Err(_) => continue,
    };
    // Wenn wir hier her kommen, haben wir eine gültige Zahl und beenden einfach.
    break;
}
----


~*Out[9]:*~
----
Number? a
Number? b
Number? 🦀
Number? 5
()
----

Statt einem `expect()` haben wir nun eine `match`-Expression. Die Syntax
ist relativ einfach zu verstehen. Man kann auch mehrere `Ok(value)`
nutzen, wobei dann das richtige aufgerufen wird. `Err(_)` nutzt den
Unterstrich, um alle Fehler zu catchen, nicht nur einen speziellen.

Das `num` nach dem Pfeil ist ein implizites Return. Wenn eine Variable
am Ende eines Blocks steht, wird sie zurückgegeben.

== Fertig

Wir haben nun alle Elemente für das ``Higher-Lower-Game''.