一、开场：知识的回顾与新征程

标题：编程进阶之路 - 算法知识回顾与项目实战

副标题：从理论到实践，提升编程综合能力

引入方式：展示第二阶段课程中大家学习算法时的精彩瞬间照片或视频片段，唤起学生对之前学习的记忆。然后提问：“我们已经学会了排序和查找算法，如何把这些知识运用到一个有趣的项目中呢？”，自然地引入课程主题。

配图：选择一张学生们在课堂上热烈讨论算法问题的照片，或者用一张充满科技感的代码背景图，营造积极的学习氛围。

二、知识大回顾

排序算法：回顾冒泡排序和选择排序的原理。通过动画演示或简单的示意图，展示冒泡排序如何通过相邻元素比较和交换，将最大（小）元素逐步 “冒泡” 到数组末尾（开头）；选择排序如何每一轮从未排序元素中选择最小（大）元素，与未排序部分的第一个元素交换位置。对比两种排序算法的时间复杂度，冒泡排序和选择排序的平均时间复杂度都为$O(n^2)$，让学生理解时间复杂度对算法效率的影响。

查找算法：复习顺序查找和二分查找的原理。举例说明顺序查找适用于无序数组，从数组第一个元素开始依次比较，直到找到目标元素或遍历完整个数组；二分查找则要求数组有序，通过不断将数组中间元素与目标元素比较，缩小查找范围。强调二分查找的时间复杂度为$O(log n)$，远低于顺序查找的$O(n)$，在大数据量下效率更高。

三、猜数字游戏升级版项目 - 智慧猜数字大挑战

项目功能介绍

详细讲解猜数字游戏升级版的功能：计算机随机生成一个 1 到 100 之间的整数作为目标数字，玩家进行猜测。每次猜测后，程序不仅提示 “大了”“小了”，还会记录玩家的猜测次数。当玩家猜对时，显示猜测次数，并询问玩家是否继续游戏。如果玩家选择继续，重新生成目标数字，开始新的一轮游戏；如果选择结束，游戏结束。同时，为了增加趣味性和挑战性，当玩家连续猜错一定次数（如 5 次）时，程序给出一个小提示，例如目标数字是奇数还是偶数。

思路分析

生成随机数：使用<cstdlib>和<ctime>头文件，利用rand()函数生成随机数，并通过%运算符将随机数范围限定在 1 到 100 之间。例如int targetNumber = rand() % 100 + 1; 。

循环与条件判断：使用while循环实现多次猜测，在循环内部通过if - else语句判断玩家输入的数字与目标数字的大小关系，给出相应提示。同时，使用一个计数器变量记录玩家的猜测次数。

提示功能：当猜测次数达到设定的阈值（如 5 次）时，通过if语句判断并给出目标数字是奇数还是偶数的提示。

游戏继续或结束：在玩家猜对后，使用while循环结合switch语句，询问玩家是否继续游戏。根据玩家的选择（如输入 1 表示继续，输入 2 表示结束），决定是否重新生成目标数字开始新游戏或结束程序。

代码示例框架

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

int main() {
    srand(static_cast<unsigned int>(time(nullptr)));
    while (true) {
        int targetNumber = rand() % 100 + 1;
        int guess;
        int guessCount = 0;

        std::cout << "欢迎来到猜数字游戏升级版！请猜一个1到100之间的整数。" << std::endl;
        while (true) {
            std::cin >> guess;
            guessCount++;
            if (guess > targetNumber) {
                std::cout << "大了，请再猜。这是你第 " << guessCount << " 次猜测。" << std::endl;
            } else if (guess < targetNumber) {
                std::cout << "小了，请再猜。这是你第 " << guessCount << " 次猜测。" << std::endl;
            } else {
                std::cout << "恭喜你，猜对了！你一共猜了 " << guessCount << " 次。" << std::endl;
                break;
            }
            if (guessCount == 5) {
                if (targetNumber % 2 == 0) {
                    std::cout << "小提示：目标数字是偶数。" << std::endl;
                } else {
                    std::cout << "小提示：目标数字是奇数。" << std::endl;
                }
            }
        }

        int choice;
        std::cout << "是否继续游戏？1. 是  2. 否" << std::endl;
        while (true) {
            std::cin >> choice;
            if (choice == 1) {
                break;
            } else if (choice == 2) {
                return 0;
            } else {
                std::cout << "无效选择，请重新输入。" << std::endl;
            }
        }
    }

    return 0;
}

代码逐行解析

初始化部分：srand(static_cast<unsigned int>(time(nullptr))); 使用当前时间作为随机数种子，确保每次运行程序生成的随机数不同。

外层循环：while (true) 创建一个无限循环，用于实现多次游戏。

生成目标数字和初始化变量：在每次新游戏开始时，生成一个 1 到 100 之间的随机数targetNumber，并初始化猜测次数guessCount为 0。

内层循环：while (true) 用于玩家的多次猜测，每次猜测后更新猜测次数guessCount，并根据猜测结果给出相应提示。

提示逻辑：当guessCount达到 5 时，通过判断targetNumber是否为偶数，给出相应提示。

游戏继续或结束逻辑：玩家猜对后，提示玩家选择是否继续游戏。如果选择继续（输入 1），跳出内层循环，开始新的一轮游戏；如果选择结束（输入 2），返回 0 结束程序；否则提示无效选择，要求重新输入。

四、项目实践：我是编程小能手

练习题目

让学生独立完成猜数字游戏升级版项目，在完成基本功能的基础上，鼓励学生进行功能拓展，如增加难度级别选择（不同难度级别对应不同的数字范围和提示策略）、记录玩家的历史游戏成绩（包括每次游戏的猜测次数和是否获胜）等。

要求学生优化代码结构，将不同的功能模块封装成独立的函数，如生成随机数函数、猜测判断函数、提示函数、游戏继续判断函数等，提高代码的可读性和可维护性。

互动环节

开展个人展示，让学生依次上台展示自己完成的猜数字游戏升级版项目，讲解实现思路和遇到的问题及解决方法。其他学生进行提问和点评，老师给予指导和总结，强调代码规范、功能完整性和创新性。

组织学生进行代码互评，让学生互相查看代码，指出优点和不足之处，提出改进建议，促进学生之间的学习和交流。

五、回顾与拓展

总结

回顾第二阶段的知识要点，包括排序和查找算法的原理、时间复杂度，以及这些知识在猜数字游戏升级版项目中的应用。

总结在完成猜数字游戏升级版项目过程中遇到的问题及解决方法，强化学生对知识的理解和运用能力，培养学生解决实际问题的能力。

拓展

鼓励学生课后尝试将猜数字游戏与文件操作相结合，实现玩家历史游戏成绩的文件存储和读取，方便玩家查看自己的游戏记录。

推荐一些进阶的编程学习资源，如在线课程平台上的算法与数据结构高级课程、专业的编程社区（如 Stack Overflow、GitHub 等），帮助学生深入学习算法和编程知识，提升编程水平，为下一阶段的学习做好准备。

六、结束寄语

感谢语

感谢同学们在第二阶段的积极参与和认真学习，你们在算法学习和编程实践中取得了显著的进步。期待大家在后续的学习中，继续保持这份热情和探索精神，创造出更多优秀的编程作品！