前言

在技术驱动的今天，腾讯以其前沿的科技实力吸引着全球的顶尖人才。而在其严格的面试流程中，一道经典而富有深意的题目经常被提及——如何依据冯·诺依曼原理设计并实现一个“石头剪刀布”游戏。此题目的精髓在于，它不仅考验面试者的编程技能，更要求他们对计算机科学的基础——冯·诺依曼体系结构有深刻的理解和应用能力。

正文

题目

请使用冯诺依曼原理，编写石头剪刀布的游戏（三局两胜制）。

解答

冯诺依曼原理

什么是冯诺依曼原理？

冯·诺依曼原理，作为现代计算机体系的基石，主要包含以下几个核心要素：

• 存储程序：程序指令和数据预先存入存储器中，计算机按序执行。
• 二进制表示：信息和指令均以二进制形式编码。
• 中央处理器：包含运算器和控制器，负责执行指令和控制程序流程。
• 输入输出：与外部世界交换信息。

设计思路

基于上述原理，设计一款“石头剪刀布”游戏，我们首先需将游戏规则、用户输入、计算逻辑以及结果显示等要素映射到冯·诺依曼架构的各个组成部分。

1. 存储程序与数据：游戏规则：石头胜剪刀，剪刀胜布，布胜石头。用户的选择以及游戏过程中的得分也在运行时动态存储。
2. 运算器：负责处理游戏逻辑，如比较用户输入与计算机随机生成的选择，根据规则判断胜负，并更新分数。
3. 控制器：根据程序指令序列，控制游戏流程，包括接收用户输入、调用运算逻辑、判断游戏是否结束以及输出结果。
4. 输入输出：玩家通过键盘输入选择，程序接收这些输入并反馈游戏结果，如胜利、失败或平局。

编码前的tips

在写代码之前要注意的要点：

• 要多写注释。
• 模块化设计，将不同功能进行封装。
• 代码风格。如：驼峰命名等。

代码实现

1. 首先需要实现获取用户的输入。

   process.stdin.on('data', (buffer) => {
       const action = buffer.toString().trim();
   })
   

   process.stdin是 Node.js 中代表进程标准输入的对象。这其实是一个事件监听器，当有数据输入时，就会触发回调函数，用action常量接收用户的输入。

   你问buffer是什么？那我们输出一下吧。

   

   buffer是一个二进制数据。

2. 进行模块化设计，将实现电脑随机猜拳并得出猜拳结果的功能进行封装(不要忘记注释）。

   • 对用户输入的内容进行校验，如果内容不规范就报错。

     /*
     *@func 根据用户输入的参数，输出结果
     *@return  win(1) or lose(-1) or draw(0)
     */
     const game = (action) => {
         const arr = ['rock', 'paper', 'scissors'];
         //输入校验
         if (arr.indexOf(action) == -1) {
             throw new Error('用户输入错误');
         }
     }
     

   • 通过执行Math.floor(Math.random() * 3)可以随机生成0、1、2三数之一。通过数组arr和随机下标，这样就实现了电脑的选择功能。

     /*
     *@func 根据用户输入的参数，输出结果
     *@return win(1) or lose(-1) or draw(0)
     */
     const game = (action) => {
         const arr = ['rock', 'paper', 'scissors'];
         //输入校验
         if (arr.indexOf(action) == -1) {
             throw new Error('用户输入错误');
         }
     
         let computerAction;
         let random = Math.floor(Math.random() * 3);
         computerAction = arr[random];
         console.log('电脑出了' + computerAction);
     }
     

   • 对用户和电脑的输出进行判断，并且返回猜拳结果。

     /*
     *@func 根据用户输入的参数，输出结果
     *@return  win(1) or lose(-1) or draw(0)
     */
     const game = (action) => {
         const arr = ['rock', 'paper', 'scissors'];
         //输入校验
         if (arr.indexOf(action) == -1) {
             throw new Error('用户输入错误');
         }
     
         let computerAction;
         let random = Math.floor(Math.random() * 3);
         computerAction = arr[random];
         console.log('电脑出了' + computerAction);
         if (action == computerAction) {
             //平局
             return 0;
         }
         else if ((computerAction == 'rock' && action == 'scissors') || (computerAction == 'scissors' && action == 'paper') || (computerAction == 'paper' && action == 'rock')) {
             console.log('电脑赢');
             return -1;
         }
         else {
             console.log('用户赢');
             return 1;
         }
     }
     

3. 实现三局两胜制，对比得分选取出获胜者并且退出游戏。

   let userWinCount = 0;//用户分数
   let computerWinCount = 0;//电脑分数
   
   process.stdin.on('data', (buffer) => {
       const action = buffer.toString().trim();
       const result = game(action);
       if (result == 1) {
           userWinCount++;
           if (userWinCount == 3) {
               console.log('恭喜你，你获胜了');
               process.exit();
           }
       }
       else if (result == -1) {
           computerWinCount++;
           if (computerWinCount == 3) {
               console.log('电脑获胜了，你输了');
               process.exit();
           }
       }
       else {
           console.log('平局，再来一局');
       }
   })
   

到这里，整体代码就完成了。

完整代码：

let userWinCount = 0;//用户分数
let computerWinCount = 0;//电脑分数

process.stdin.on('data', (buffer) => {
    const action = buffer.toString().trim();
    const result = game(action);
    if (result == 1) {
        userWinCount++;
        if (userWinCount == 3) {
            console.log('恭喜你，你获胜了');
            process.exit();
        }
    }
    else if (result == -1) {
        computerWinCount++;
        if (computerWinCount == 3) {
            console.log('电脑获胜了，你输了');
            process.exit();
        }
    }
    else {
        console.log('平局，再来一局');
    }
})

/*
*@func 根据用户输入的参数，输出结果
*@return  win(1) or lose(-1) or draw(0)
*/
const game = (action) => {
    const arr = ['rock', 'paper', 'scissors'];
    //输入校验
    if (arr.indexOf(action) == -1) {
        throw new Error('用户输入错误')
    }

    let computerAction;
    let random = Math.floor(Math.random() * 3);
    computerAction = arr[random];
    console.log('电脑出了' + computerAction);
    if (action == computerAction) {
        //平局
        return 0;
    }
    else if ((computerAction == 'rock' && action == 'scissors') || (computerAction == 'scissors' && action == 'paper') || (computerAction == 'paper' && action == 'rock')) {
        console.log('电脑赢');
        return -1;
    }
    else {
        console.log('用户赢');
        return 1;
    }
}

检验结果

让我们开启人机大战吧。

eg1：

真是一场酣畅淋漓的对决呀！！！

eg2：

这都能输！！！！

小结

通过这一面试题，腾讯旨在寻找那些能在平凡中见真章的程序员——他们不仅能够迅速准确地实现功能，还能在细节中展现技术深度与广度。记住，面试不仅是技术的较量，更是心态与应变能力的考验。将每一次挑战视为成长的契机，无论结果如何，都将是你技术生涯中宝贵的一页。