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第4讲：分支和循环（下）——猜数字游戏实战

news 2025/10/5 19:54:03

第4讲：分支和循环（下）——猜数字游戏实战

掌握了前面学习的 if-else 分支和 while/for 循环知识后，我们就可以编写一些有趣的小程序了。本节将带你用 C 语言实现一个经典的 “猜数字”游戏。

🎯 游戏需求说明

程序自动生成一个 1~100 之间的随机整数。
玩家输入猜测的数字。
根据玩家输入，提示“猜大了”或“猜小了”，直到猜中为止。
可选功能：限制最多只能猜 5 次，超出则失败。
支持重复开始新游戏或退出程序。

🔢 一、随机数的生成

要实现这个游戏，关键在于如何生成真正的“随机数”。

使用 `rand()` 生成伪随机数

C 语言提供了标准库函数 rand() 来生成随机数。

#include <stdlib.h>
int rand(void);

功能：返回一个范围在 0 到 RAND_MAX 之间的伪随机整数。
RAND_MAX 是宏定义，在大多数编译器中为 32767。

示例：测试 rand()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());return 0;
}

⚠️ 注意：每次运行程序时，输出的随机数序列都相同！这是因为 rand() 使用的是固定的“种子”（seed），默认值为 1。

使用 `srand()` 设置种子

为了使每次运行程序都能得到不同的随机数序列，我们需要使用 srand() 函数来设置不同的“种子”。

#include <stdlib.h>
void srand(unsigned int seed);

参数 seed 是随机数生成器的起始值。
只要 seed 不同，rand() 产生的序列就不同。

❌ 错误示例：固定种子

srand(1); // 每次种子都是1 → 随机数序列永远相同

✅ 正确做法：使用变化的种子

理想情况下，种子应该是每次运行都不一样的值，比如当前时间。

使用 `time()` 获取当前时间作为种子

#include <time.h>
time_t time(time_t *timer);

返回自 1970年1月1日0时0分0秒（UTC） 起到现在的秒数（称为“时间戳”）。
如果传入 NULL，直接返回时间戳。

我们将 time(NULL) 的返回值作为 srand() 的参数：

srand((unsigned int)time(NULL));

✅ 这样每次运行程序时，由于时间不同，种子也不同，从而产生不同的随机数序列。

📌 重要提醒：

srand() 应该在整个程序中只调用一次！通常放在 main() 函数开头。
多次调用 srand() 反而可能导致随机性变差。

控制随机数范围

rand() 默认生成的是 0 ~ RAND_MAX 的数，但我们想要的是 1 ~ 100。

常见技巧：取模运算 `%`

目标范围	表达式	说明
0 ~ 99	`rand() % 100`	取余结果为 0~99
1 ~ 100	`rand() % 100 + 1`	加1后变为 1~100 ✅
a ~ b	`a + rand() % (b - a + 1)`	通用公式

✅ 所以我们要生成 1~100 的随机数：

int secret = rand() % 100 + 1;

🎮 二、猜数字游戏实现

下面我们逐步构建完整的猜数字游戏。

基础版本（无限次猜测）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>// 游戏主逻辑
void game() {int secret = rand() % 100 + 1;  // 生成1~100的随机数int guess = 0;while (1) {printf("请猜数字>: ");scanf("%d", &guess);if (guess < secret) {printf("猜小了！\n");} else if (guess > secret) {printf("猜大了！\n");} else {printf("🎉 恭喜你，猜对了！答案就是 %d\n", secret);break;  // 结束游戏}}
}// 显示菜单
void menu() {printf("***********************\n");printf("****** 1. 开始游戏 ******\n");printf("****** 0. 退出游戏 ******\n");printf("***********************\n");
}// 主函数
int main() {int input = 0;// 初始化随机种子（仅需一次）srand((unsigned int)time(NULL));do {menu();printf("请选择:> ");scanf("%d", &input);switch (input) {case 1:game();break;case 0:printf("🎮 游戏结束，欢迎下次再来！\n");break;default:printf("❌ 输入错误，请重新选择！\n");break;}} while (input != 0);  // 当用户选择0时退出return 0;
}

升级版：增加猜测次数限制（5次机会）

我们可以加入计数器，最多允许猜 5 次，失败则显示正确答案。

void game() {int secret = rand() % 100 + 1;int guess = 0;int count = 5;  // 最多5次机会printf("🎯 游戏开始！你有 %d 次机会猜1~100之间的数字。\n", count);while (count > 0) {printf("\n你还有 %d 次机会\n", count);printf("请猜数字>: ");scanf("%d", &guess);if (guess == secret) {printf("🎉 恭喜你，猜对了！答案是 %d\n", secret);break;} else if (guess < secret) {printf("🔺 猜小了！\n");} else {printf("🔻 猜大了！\n");}count--;  // 消耗一次机会}if (count == 0) {printf("💔 很遗憾，你的机会用完了！正确答案是：%d\n", secret);}
}

✅ 总结与知识点回顾

知识点	作用说明
`rand()`	生成伪随机数（0 ~ RAND_MAX）
`srand(seed)`	设置随机数种子，改变序列起点
`time(NULL)`	获取当前时间戳（秒级），常作种子
`rand() % N + M`	将随机数限定在 M ~ M+N-1 范围内
`do-while` 循环	实现菜单循环选择
`switch-case`	处理用户菜单选项