Math và Random trong C#

Math là lớp có sẵn trong .NET, chứa các hàm toán học hay dùng: lấy số lớn hơn, làm tròn, căn bậc hai, kẹp giá trị trong một khoảng. Random sinh số ngẫu nhiên. Hai thứ này gặp liên tục khi tính sát thương, hồi máu hay rơi đồ.

Math.Max và Math.Min

Math.Max(a, b) trả về số lớn hơn, Math.Min(a, b) trả về số nhỏ hơn.

Người mới hay viết trừ máu thế này rồi để máu âm:

int hp = 20;
hp -= 35;
Console.WriteLine(hp); // -15

Máu âm sẽ làm thanh máu vẽ sai và các phép so sánh sau đó rối tung. Dùng Math.Max để máu không xuống dưới 0:

int hp = 20;
hp = Math.Max(hp - 35, 0);
Console.WriteLine(hp); // 0

Ngược lại, Math.Min chặn trần, ví dụ hồi máu không vượt máu tối đa:

int hp = 90;
int maxHp = 100;
hp = Math.Min(hp + 25, maxHp);
Console.WriteLine(hp); // 100

Math.Clamp

Khi cần chặn cả hai đầu, Math.Clamp(giá trị, nhỏ nhất, lớn nhất) gọn hơn:

int hp = 130;
hp = Math.Clamp(hp, 0, 100);
Console.WriteLine(hp); // 100

int volume = -5;
volume = Math.Clamp(volume, 0, 10);
Console.WriteLine(volume); // 0

Lỗi hay gặp: truyền min lớn hơn max, như Math.Clamp(hp, 100, 0). Chương trình dừng với ArgumentException. Thứ tự luôn là giá trị, nhỏ nhất, lớn nhất.

Math.Abs

Math.Abs trả về giá trị tuyệt đối, tức bỏ dấu âm. Hay dùng để đo khoảng cách giữa hai vị trí trên một trục:

int playerX = 3;
int enemyX = 10;
int distance = Math.Abs(playerX - enemyX);
Console.WriteLine(distance); // 7

Math.Sqrt và Math.Pow

Math.Sqrt lấy căn bậc hai, Math.Pow(a, b) tính a mũ b. Cả hai trả về double.

Khoảng cách giữa hai điểm trên mặt phẳng dùng định lý Pythagoras:

double dx = 3;
double dy = 4;
double distance = Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);
Console.WriteLine(distance); // 5

Kinh nghiệm cần để lên cấp thường tăng theo lũy thừa:

int level = 5;
double expNeeded = 100 * Math.Pow(1.5, level - 1);
Console.WriteLine(expNeeded); // 506.25

Lưu ý: máy đặt định dạng Việt Nam sẽ in 506,25 thay vì 506.25. Kết quả trong bài theo định dạng quốc tế.

Math.Round

Math.Round làm tròn tới số nguyên gần nhất, hoặc tới số chữ số thập phân bạn chọn:

double dps = 123.4567;
Console.WriteLine(Math.Round(dps));    // 123
Console.WriteLine(Math.Round(dps, 2)); // 123.46

Math.Round trả về double. Muốn có int thì ép thêm: (int)Math.Round(dps). Xem trang ép kiểu.

Số ngẫu nhiên với Random

Random.Shared là một bộ sinh số ngẫu nhiên dùng chung, có sẵn từ .NET 6. Next(min, max) trả về số nguyên từ min tới max - 1.

int roll = Random.Shared.Next(1, 7); // xúc xắc 6 mặt: 1 đến 6
Console.WriteLine(roll); // ví dụ: 4

Lỗi hay gặp: viết Random.Shared.Next(1, 6) để tung xúc xắc 6 mặt. Số max không bao giờ được trả về, nên xúc xắc này chỉ ra 1 tới 5. Muốn có cả 6 thì truyền 7.

NextDouble() trả về số thực từ 0.0 tới dưới 1.0, tiện để tính tỉ lệ phần trăm.

Ví dụ: sát thương và chí mạng

Ghép tất cả lại: sát thương gốc dao động ngẫu nhiên, có 20% cơ hội chí mạng gây gấp đôi, và máu quái không xuống dưới 0.

int enemyHp = 50;
int baseAttack = 10;
double critChance = 0.2;

int damage = baseAttack + Random.Shared.Next(-2, 3); // 8 đến 12
bool isCrit = Random.Shared.NextDouble() < critChance;
if (isCrit)
{
    damage *= 2;
}

enemyHp = Math.Max(enemyHp - damage, 0);
Console.WriteLine((isCrit ? "CHÍ MẠNG! " : "") + "Gây " + damage + " sát thương");
Console.WriteLine("Máu quái còn: " + enemyHp);
// ví dụ:
// CHÍ MẠNG! Gây 22 sát thương
// Máu quái còn: 28

Mỗi lần chạy ra kết quả khác nhau. Dấu ? : là toán tử ba ngôi, học ở trang if else.

Bài tập

Một bình máu hồi ngẫu nhiên từ 15 tới 30 máu (tính cả 30). Nhân vật đang có 80/100 máu. Tính máu sau khi uống, không được vượt 100, và in ra.

int hp = 80;
int maxHp = 100;

int heal = Random.Shared.Next(15, 31);
hp = Math.Clamp(hp + heal, 0, maxHp);

Console.WriteLine("Hồi " + heal + " máu, còn " + hp); // ví dụ: Hồi 22 máu, còn 100