Preface（前言）

本project（專題）計以12節課帶領同學們以Software Engineering（軟體工程）的system view（系統觀）來開展一個應用軟體專題。它會統整了七年級的程式設計、八年級的進階程式設和演算法與九年級的資訊系統平台四大範籌，並學習以Pyhton程式語言新工具來implement（實現）之。

Review（複習）

我們會以10個範例（如表1所示，本單元的設計亦適合Scratch零基礎的同學學習），運用learning by examples（從範例中學程式設計）方式一起玩從Python入門到專題製作的五大基本主題。

1. Structural programming（程構化程式設計）三大結構，Ex2.1~Ex2.7

2. Data types（資料型別），Ex2.2

3. 進階程式設計1：array（陣列）、list（串列），Ex2.8

4. 進階程式設計2：主副程式、modularized programming（模組化程式設計），Ex2.9

5. 進階程式設計3：local variables（ 區域變數） vs. global variables（全域變數），Ex2.10

以軟体工程開展之Project-Based Learning（PBL專題導向學習）

Problem definition（定義問題）　請先動手玩一局人（玩家）PK電腦（東家）電腦版的四位數字1A2B（https://reurl.cc/Lbk6NL）。回憶一下小時候和同學一起破關的美好回憶（https://reurl.cc/pgk33a），也順便建立intuition（直覺）的手感經驗。（想自選其他專題題目的組別請私下找老師討論方向。）

Problem solving（解決問題）　了解遊戲規則並實際體驗過之後，我們一起來整理剛剛玩這個1A2B的整個經過來回顧我們是怎麼解決這個問題的：

電腦先產生底牌，我們出一組四位數字猜。此時，電腦會告訴我剛剛猜的答案和它的底牌差距（?A?B）。緊接著，重複前述流程，直到猜到底牌或棄玩而提早結束。

我們將這個過程以圖1的data flow（資料流）來圖示之。其中，底牌以answer、答案以input_number分別代表之。而產生底牌、讀取答案和核對結果正是本問題的三大sub tasks（子任務），我們以genAns()、inputGuess()和checkResult()來表示。

緊接著，我們利用模組化程式設計技巧將問題以主、副程式分解之，以便進行三人一組的collaborative learning（合作學習）。其中：組長負責編寫main()和inputGuess()、組員2負責寫genAns()及組員3負責寫checkResult()。在project management（專案管理）時，請建一個1A2B資料夾，內置主程式宣告檔main.py和副程式宣告檔subs.py。

1. 1. main program（主程式）：main.py。如圖2所示，main.py的source code（原始程式）內含準備底牌answer和答案input_number變數以及制定副程式呼叫邏輯的主程式main()，整個副程式的控制流程如圖3所示。

   2. subroutines（副程式）：subs.py。內含下列三支副程式，詳如subs.py原始程式及圖4所示。

      1. inputGuess()：玩家輸入答案的控制邏輯。

      2. genAns()：電腦東家產生底牌的控制邏輯。詳細做法如圖5所示。此外，同學們也可以想想有沒有其他可以產生0~9的4位數亂數數字的方法呢？（註：要留意Python的randint( , )產生的值會重複。）

      3. checkResult()：電腦核對結果xAxB的控制邏輯。做法很簡單，同學們應該都可以想的出來。把底牌的每一位數和答案的每一位數一一比對後就能計算出A有幾個、B有幾個。詳如圖6所示。

main.py原始程式：

1. from subs import *

2. 
   

3. answer=''

4. input_number=''

5. 
   

6. answer=genAns(answer)

7. input_number=inputGuess(input_number)

8. checkResult(answer, input_number)

subs.py原始程式：

1. from random import randint

2. 
   

3. #1. 產生四位數底牌answer

4. def genAns(answer):

5. numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

6. random_answer = []

7. for i in range(4):

8. j = randint(0, 9-i)

9. random_answer.append(numbers[j])

10. numbers.remove(numbers[j])

11. i = i + 1

12. 
    

13. for i in range(4):

14. answer = answer + str(random_answer[i])

15. 
    

16. print('answer='+str(answer))

17. return answer

18. 
    

19. #2. 輸入答案input_number[_, _, _, _]

20. def inputGuess(input_number):

21. input_number = input('請輸入您猜測的4個數:')

22. return input_number

23. 
    

24. #3. 檢查xAxB

25. def checkResult(answer, input_number):

26. count_a = 0

27. count_b = 0

28. times = 1

29. 
    

30. #while times < 8 and input_number != answer:

31. while input_number != answer:

32. for i in range(4):

33. for j in range(4):

34. if i==j and input_number[i]==answer[j]:

35. count_a = count_a + 1

36. elif input_number[i]==answer[j]:

37. count_b = count_b + 1

38. print(str(count_a)+'A'+str(count_b)+'B')

39. count_a=0

40. count_b=0

41. times = times + 1

42. input_number = input('請輸入您猜測的4個數:')

43. 
    

44. #公告結果

45. if input_number == answer :

46. print('您答對了，正確答案是'+answer) # 備課用書答案有誤number要改成answer

47. else:

48. print('作答已達'+times+'次，遊戲結束，正確答案是'+answer)

Advanced Problems（進階問題）

1. 想一個新的亂數0~9產生的方法來改寫genAns()。

2. 將底牌改成5位數（或以上）。

3. 多加一種結果xC，表示答案和底牌某位數字差1。請討論新增的規則對問題難易度造成的變化。

4. 以recursive（遞迴）程式技巧改寫程式。

5. 將遊戲改成視窗版，例如：https://reurl.cc/Q9MaAZ。

6. 將玩家擴充成2家。

7. 將只能猜8次擴充到一直猜到底牌或提早不玩為止。

8. 利用 https://reurl.cc/kZzzYq 的技巧，讓遊戲加上sound effect（音效）。

9. 換成人出題讓電腦猜。試著記錄電腦平均要猜幾次才會猜中，並和這篇 https://reurl.cc/0jr9YK 的解說做對照。

10. （AI）承9，電腦能在七次內猜中出題人的底牌（https://reurl.cc/43Xa8V）。

11. 能否減少猜的平均次數呢？可以參考這篇的說明 https://reurl.cc/qglV0E 。

12. 改寫成網路版，可以多人对战。