使用 Linux 命令玩有趣的数学游戏

在家玩热门英国游戏节目“Countdown”的数字游戏。
95 位读者喜欢这篇文章。
Math formulas in green writing

João Trindade。Jason Baker 修改。CC BY-SA 2.0。

和许多人一样,疫情期间我一直在探索许多新的电视节目。我最近发现了一个英国游戏节目,名为Countdown,参赛者在其中玩两种类型的游戏:文字游戏,他们尝试用一堆字母组成最长的单词;数字游戏,他们从随机选择的数字中计算目标数字。因为我喜欢数学,所以我发现自己被数字游戏所吸引。

数字游戏可以为您的下一个家庭游戏之夜增添乐趣,因此我想分享我自己的变体。您从一组随机数字开始,分为 1 到 10 的“小”数字和 15、20、25 等直到 100 的“大”数字。您可以从大小数字中选择任意六个数字的组合。

接下来,您生成一个介于 200 到 999 之间的随机“目标”数字。然后使用六个数字进行简单的算术运算,尝试计算目标数字,每个“小”数字和“大”数字最多使用一次。如果您准确计算出目标数字,则获得最高分,如果您能达到目标数字的 10 以内,则获得较低的分数。

例如,如果您的随机数字是 75、100、2、3、4 和 1,目标数字是 505,您可能会说2+3=55×100=5004+1=5,和 5+500=505。或者更直接地说:(2+3100 + 4 + 1 = 505

在命令行上随机化列表

我发现在家玩这个游戏的最佳方式是从 1 到 10 的池中抽取四个“小”数字,从 15 到 100 的 5 的倍数中抽取两个“大”数字。您可以使用 Linux 命令行为您创建这些随机数字。

让我们从“小”数字开始。我希望这些数字的范围在 1 到 10 之间。您可以使用 Linux seq 命令生成数字序列。您可以通过几种不同的方式运行 seq,但最简单的形式是为序列提供起始和结束数字。要生成从 1 到 10 的列表,您可以运行此命令

$ seq 1 10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

要随机化此列表,您可以使用 Linux shuf(“shuffle”)命令。shuf 将随机化您给它的任何内容的顺序,通常是一个文件。例如,如果您将 seq 命令的输出发送到 shuf 命令,您将收到一个 1 到 10 之间的随机数字列表

$ seq 1 10 | shuf
3
6
8
10
7
4
5
2
1
9

要从 1 到 10 的列表中仅选择四个随机数字,您可以将输出发送到 head 命令,该命令会打印出其输入的前几行。使用 -4 选项指定 head 应该只打印前四行

$ seq 1 10 | shuf | head -4
6
1
8
4

请注意,此列表与之前的示例不同,因为 shuf 每次都会生成随机顺序。

现在您可以执行下一步来生成“大”数字的随机列表。第一步是生成一个可能的数字列表,从 15 开始,以 5 递增,直到达到 100。您可以使用 Linux seq 命令生成此列表。要将每个数字递增 5,请为 seq 命令插入另一个选项以指示步长

$ seq 15 5 100
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100

与之前一样,您可以随机化此列表并选择两个“大”数字

$ seq 15 5 100 | shuf | head -2
75
40

使用 Bash 生成随机数

我想您可以使用类似的方法从 200 到 999 的范围内选择游戏的目标数字。但是生成单个随机值最简单的解决方案是直接在 Bash 中使用 RANDOM 变量。当您引用此内置变量时,Bash 会生成一个大的随机数。要将其置于 200 到 999 的范围内,您需要先将随机数置于 0 到 799 的范围内,然后加 200。

要将随机数放入以 0 开头的特定范围内,您可以使用算术运算。模数计算两个数相除后的余数。如果我从 801 开始并除以 800,结果是 1,余数为 1(模数为 1)。800 除以 800 得到 1,余数为 0(模数为 0)。而 799 除以 800 得到 0,余数为 799(模数为 799)。

Bash 支持使用 $(( )) 结构进行算术扩展。在双括号之间,Bash 将对您提供的值执行算术运算。要计算 801 除以 800 的模数,然后加 200,您需要键入

$ echo $(( 801 % 800 + 200 ))
201

通过该操作,您可以计算出 200 到 999 之间的随机目标数字

$ echo $(( RANDOM % 800 + 200 ))
673

您可能想知道为什么我在 Bash 语句中使用 RANDOM 而不是 $RANDOM。在算术扩展中,Bash 会自动扩展双括号内的任何变量。您不需要在 $RANDOM 变量上使用 $ 来引用变量的值,因为 Bash 会为您执行此操作。

玩数字游戏

让我们将所有这些放在一起玩数字游戏。生成两个随机的“大”数字、四个随机的“小”值和目标值

$ seq 15 5 100 | shuf | head -2
75
100
$ seq 1 10 | shuf | head -4
4
3
10
2
$ echo $(( RANDOM % 800 + 200 ))
868

我的数字是 7510043102,我的目标数字是 868

如果我使用每个“小”数字和“大”数字最多一次执行这些算术运算,我可以接近目标数字

10×75 = 750
750+100 = 850

and:

4×3 = 12
850+12 = 862
862+2 = 864

只差四个——还不错! 但我找到了这种使用每个随机数最多一次来计算精确数字的方法

4×2 = 8
8×100 = 800

and:

75-10+3 = 68
800+68 = 868

或者我可以执行这些计算来精确获得目标数字。这仅使用了六个随机数字中的五个

4×3 = 12
75+12 = 87

and:

87×10 = 870
870-2 = 868

尝试一下 Countdown 数字游戏,并在评论中告诉我们您做得如何。

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Jim Hall 是一位开源软件倡导者和开发人员,以 GNOME 中的可用性测试以及 FreeDOS 的创始人兼项目协调员而闻名。

13 条评论

我想补充一点,我为我的文章改编了数字游戏。该节目使用两组 1-10 的小数字和一组大数字:25、50、75 和 100 进行数字游戏。但是“seq 25 25 100”并没有很好地展示“seq”命令。 :-) 要更像节目那样进行数字游戏,请执行以下操作

seq 25 25 100 | shuf | head -2
(seq 1 10 ; seq 1 10) | shuf | head -4
echo '目标是:'
echo $(( RANDOM % 800 + 200 ))

嗨 Jim,

非常感谢这篇有趣的文章。说到游戏,我一直在考虑一个关于游戏的模糊主题,以及我关于使用“grep”或“egrep”命令来检测旧游戏“四连环”中获胜的想法。我想在某个时候在这里分享一下。只是在想,我确信可能有人已经介绍过这一点,但我想分享我心中的想法,因为您的帖子在某种程度上启发了我使用 Linux 命令的这个想法。

回复 作者 Jim Hall

这听起来像一个很棒的文章想法 - 您应该写一下!我鼓励您联系 https://open-source.net.cn/contact 的编辑来提出您的文章。

回复 作者 Benny-B0Y

75 x 10 + 100 = 850
(4 + 2) x 3 = 18
850 + 18 = 868

小数字:7,10,3,2
大数字:40,90
目标:353

90/10x40-7=353
(90-40)X7+3=353

太棒了 - 做得好!我真的很喜欢数字游戏。我将 Linux 命令放在脚本中,这样我就可以在有空闲时间时玩数字游戏。以下是一些玩法

数字:25 100 10 2 9 8
目标:795

8 x 100 = 800
10 / 2 = 5
800 - 5 = 795

数字:25 75 7 6 3 10
目标:225

25 x 10 = 250
75 / 3 = 25
250 - 25 = 225

数字:100 75 3 4 5 2
目标:707

3 + 4 = 7
7 x 100 = 700
5 + 2 = 7
7 + 700 = 707

回复 作者 vdpolg

(70-8) x 7 +10 = 444

回复 作者 vdpolg

我使用安卓:Termux APP
但是 bash 脚本不支持 `echo $RANDOM`
===
#!/bin/sh
echo -n '小数字 4 : '
echo `seq 1 10 | shuf | head -4 `
echo -n '大数字 2 : '
echo `seq 15 5 100 | shuf | head -2`
echo -n '目标 : '
echo `shuf -i 200-999 -n 1`
echo ===============================
echo -n '使用 RANDOM : '
echo $RANDOM
===
输出
```
$ uname -a
Linux localhost 4.14.117-perf+ #1 SMP PREEMPT Thu Aug 20 00:23:47 2020 aarch64 Android
$ ./math.sh
小数字 4 : 6 8 3 4
大数字 2 : 30 60
目标 : 822
===============================
使用 RANDOM
$
```

那是因为您实际上没有运行 Bash。尽管 Bash 是 Termux 中的默认用户 shell,但 /bin/sh 默认指向 Toybox shell。例如,Debian 也是如此,其中 /bin/sh 默认指向 Dash,Mac OS X 10.0–10.2 中它指向 tcsh,或者 OpenWRT 和 bare Android 中它指向 Busybox。

通常,当您显式使用 Bashism($RANDOM 属于 Bashism)而不是针对任何符合 POSIX 标准的 shell 时,使用 `#!/bin/sh` shebang 行是一种不好的做法。

回复 作者 vdpolg

4*(75*3-10+2) :P

我的天哪。这太有趣了。第一次我得到 [4,2,7,8,50,75,[327]],其中 7*50 - 8*4 + 7 = 325!

第二次,我想我会在领先的时候退出,是:[4,9,2,7,20,80,[650]],其中 7*8+9*20/2 = 650!

我想我会去买张彩票。

shuf -e {15..100..5} -n2
shuf -i 1-10 -n4
shuf -i 200-999 -n1

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