猜测数字的程序变得非常慢

Question

所以，我决定找点乐子，并制作一个程序，它会得出一个数字，你必须猜它，它会告诉你是否太高/太低。但是，我认为如果计算机能自己计算出随机数会更有趣。

我在这里使用了一个简单的方法，它基本上让程序检查一个值是否在array 中，如果是，则提出另一个随机数。当一个数字太高时，从这个数字的大小开始，然后一直下降到那个数字（这样，如果这个数字太高，它就永远不会再猜到那个高或更高了）。

所以，这对小数字很有用。我认为当做 1,000 之类的数字时，它会在 15 次尝试内猜到。然而，当我做了 10,000,000 次时（我知道这有点极端，但我想看看 C# 的强大功能，因为我对这门语言还很陌生）。

该程序进行了大约 10 次猜测，然后开始慢得令人难以置信。我设置了一个 250 毫秒的睡眠定时器，让它看起来更像是在猜测（因为它对于 1,000 或 10,000 之类的东西是即时的），但是当它取出时，它仍然变慢了。我认为这可能是因为如果它猜到一个像 300 万这样的数字，它必须将 700 万个值添加到一个数组中（我使用的是List，因此它具有“无限”值）。

那么此时我究竟能做些什么呢？我希望它能够猜测大数字，但在这一点上似乎不太可能。我怎么能这样做？

这是我的代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace Program {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            Random random = new Random();
            int selectedNumber = random.Next(1, 101);
            int maxNumber;
            int guessNumber = 0;
            int inputNumber = 0;
            // Intro
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;
            Console.WriteLine("Welcome to the High Low - Computer version program!");
            System.Threading.Thread.Sleep(4000);
            Console.WriteLine("\n--------------------------------------------------------");
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkYellow;
            // This way the computer guesses rather than you
            char who = 'C';
            Console.Write("\nHow high do you want the computer's number to be max > ");
            maxNumber = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            List<int> guessedNumbers = new List<int>();
            selectedNumber = random.Next(1, maxNumber);
            do {
                // System.Threading.Thread.Sleep(250);
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkYellow;
                if (who == 'M') {
                    Console.Write("\nPlease enter your guess > ");
                    guessNumber = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
                }
                else {
                    while (true) {
                        guessNumber = random.Next(1, maxNumber);
                        if (!(guessedNumbers.Contains(guessNumber))) {
                            guessedNumbers.Add(guessNumber);
                            inputNumber++;
                            break;
                        }
                    }
                    Console.WriteLine("Please enter your guess > {0}", guessNumber);
                }
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;
                if (guessNumber < selectedNumber) {
                    Console.WriteLine("\nYou're guessing too low!\n");
                    for (int i = 0; i < guessNumber; i++) {
                        guessedNumbers.Add(i);
                        inputNumber++;
                    }
                }
                else if (guessNumber > selectedNumber) {
                    Console.WriteLine("\nYou're guessing too high!\n");
                    for (int i = maxNumber; i > guessNumber; i--) {
                        guessedNumbers.Add(i);
                        inputNumber++;
                    }
                }
            } while (guessNumber != selectedNumber);
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkGreen;
            Console.WriteLine("\nCongratulations! You correctly guessed that {0} is the computer's number!", selectedNumber);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

编辑：我想我会尝试一种方法，以便它只添加更高或更低的数字（如果它们不存在的话），以避免出现重复的数字.

Answer 1

for (int i = 0; i < guessNumber; i++) 
{
    guessedNumbers.Add(i);
    inputNumber++;
}

每次输入这些类型的循环时，都会将“guessnumber”项添加到列表中，可能数百万。

考虑重新阅读您的代码并了解它的作用。

此外，您应该考虑封装您的代码以避免使您的 main() 成为庞然大物

Answer 2

另一种方法是使用Binary Search 的方法来猜测数字，避免写入和搜索猜测值带来的额外开销。

这应该在O(log n). 中运行

int minGuess = 0;
int maxGuess = 1000000;

Random random = new Random();
int selectedNumber = random.Next(minGuess, maxGuess);

Console.WriteLine($"Selected number: {selectedNumber}");

int guess;

int count = 0;

do
{
    count++;

    guess = (minGuess + maxGuess) / 2;

    Console.WriteLine($"Guess: {guess}");

    if (selectedNumber < guess)
        maxGuess = guess - 1;
    else
        minGuess = guess + 1;

} while (guess != selectedNumber);

Console.WriteLine($"Guessed it in {count} tries");
Console.ReadLine();

Answer 3

您尝试使用计算机的能力来查找数字的方式并不是很有效，您为什么不根据先前猜测的数字高于或低于正确的数字是这样的：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Highest number:");
            int maxNumber = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
            Random rand = new Random();
            int correctNumber = rand.Next(0, maxNumber);

            Console.WriteLine("Trying to guess number now..");
            int guessedNumber = 0;

            int lowBound = 0;
            int highBound = maxNumber;
            int guesses = 0;
            while(guessedNumber != correctNumber)
            {
                guessedNumber = rand.Next(lowBound, highBound);
                if(guessedNumber > correctNumber)
                {
                    highBound /= 2;
                    lowBound /= 2;
                }
                else if(guessedNumber < correctNumber)
                {
                    lowBound *= 2;
                    highBound *= 2;
                }
                ++guesses;
            }
            Console.WriteLine($"Took me {guesses} guesses.");
            Console.ReadKey();
        }
    }

对于我的机器上的 10,000,000 个条目，这需要不到一秒钟的时间。