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C语言学习笔记-初阶（19）猜数字游戏：分支、循环结构的应用

news 来源：原创 2025/5/18 9:41:49

掌握了前面学习的这些知识，我们就可以写一些稍微有趣的代码了，比如：

写⼀个猜数字游戏

游戏要求：

1. 电脑自动生成1~100的随机数

2. 玩家猜数字，猜数字的过程中，根据猜测数据的大小给出大了或小了的反馈，直到猜对，游戏结束；或者设置5次内猜对 or 5次没猜对游戏结束。

1. 随机数生成

要想完成猜数字游戏，首先得产生随机数，那怎么产生随机数呢？

1.1 rand

C语言提供了一个函数叫 rand，这函数是可以生成随机数的，函数原型如下所示：

int rand (void);

rand函数会返回⼀个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，这个RAND_MAX的大小是依赖编译器上实现的，但是大部分编译器上是32767（SHORT_INT_MAX ~ 2^15）。

rand函数的使用需要包含⼀个头文件是：stdlib.h

那我们就测试⼀下rand函数，这里多调用几次，产生5个随机数：

#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;
}

我们先运行一次，看看结果，再运行一次再看看结果，多运行几次呢？

我们可以看到虽然一次运行中产生的5个数字是相对随机的，但是下一次运行程序生成的结果和上一次一模一样，这就说明有点问题。

如果再深如了解⼀下，我们就不难发现，其实rand函数生成的随机数是伪随机的，伪随机数不是真正的随机数，是通过某种算法生成的随机数。真正的随机数的是无法预测下⼀个值是多少的。而rand函数是对一个叫“种子”的基准值进行运算生成的随机数。之所以前面每次运行程序产生的随机数序列是⼀样的，那是因为rand函数生成随机数的默认种子是1。

如果要生成不同的随机数，就要让种子是变化的。

1.2 srand

C语言中有提供了⼀个函数叫 srand，用来初始化随机数的生成器的，srand的原型如下：

void srand (unsigned int seed);

参数需要给到一个“无符号整型”。

程序中在调用 rand 函数之前先调用 srand 函数，通过 srand 函数的参数seed来设置rand函数生成随机数的时候的种子，只要种子在变化，每次生成的随机数序列也就变化起来了。

那也就是说给srand的种子是如果是随机的，rand就能生成随机数；

在生成随机数的时候又需要⼀个随机数，这就矛盾了。

1.3 time

实际上种子只需要每次运行时变化起来，不一定非要随机。

那么在程序中我们一般是使用程序运行的时间作为种子的，因为时间时刻在发生变化的。

在C语言中有一个函数叫 time ，就可以获得这个时间，time函数原型如下：

time_t time (time_t* timer);

time 函数会返回当前的日历时间，其实返回的是1970年1月1日0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值，单位是秒。返回的类型是time_t类型的，time_t 类型本质上其实就是32位或者64位的整型类型。

time函数的参数 timer 如果是非NULL的指针的话，函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。如果 timer 是NULL，就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做：时间戳。类似于邮戳，表示什么时候邮寄的，时间戳就是一个时间点，指的是当前程序运行的时间与基准时间1970年1月1日0时0分0秒之间的差值，单位：秒。

time函数的时候需要包含头文件：time.h

//VS2022 上time_t类型的说明
#ifndef _CRT_NO_TIME_T
 #ifdef _USE_32BIT_TIME_T
 typedef __time32_t time_t;
 #else
 typedef __time64_t time_t;
 #endif
#endif
typedef long         __time32_t;
typedef __int64      __time64_t

如果只是让time函数返回时间戳，我们就可以这样写：

time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳，这⾥没有接收返回值

time函数的返回值类型time_t其实就是32位或者64位的整型类型。

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注意：time_t、__time_t、__int64_t

在VS2022里面：

针对time_t a = 0，转到定义是define __time_t time_t

再转到定义是 define __int64 __time_t

针对__int64 a = 0，点击__int64转到定义，弹出“未能找到符号__int64的定义”

多半跟vs本身有关了，因为在MSVC下，也就是vs下，使用这个作为 64 位整数类型的别名或实现形式，但是不常用，在现代 C 和 C++ 标准中，_int64 已被标准化类型 long long 或 int64_t 所取代。因此，在标准代码中，推荐使用标准类型，而不是非标准的 _int64。

在vs中确实是在用的，没法直接跳转过去多半是vs的问题，可能是他没有提供这一点，或者是不允许

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调用rand之前，先调用srand——需要一个基准值，把time函数的返回值传给它，强转之后传给srand。

那我们就可以让生成随机数的代码改写成如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
 //使⽤time函数的返回值设置种⼦
 //因为srand的参数是unsigned int类型，我们将time函数的返回值强制类型转换
 srand((unsigned int)time(NULL));
 printf("%d\n", rand());
 printf("%d\n", rand());
 printf("%d\n", rand());
 printf("%d\n", rand());
 printf("%d\n", rand());
 return 0;
}

多运行几次看看，每次的运行就有差异了。

srand函数是不需要频繁调用的，一次运行的程序中调用一次就够了。

像这样每一次游戏都调用srand，如果传给srand的时间间隔很近，那根据相同的rand算出来的随机数就会很相近，这是不好的。

所以srand设置种子在主函数内设置一次就好了。

1.4 设置随机数的范围

如果我们要生成0~99之间的随机数，方法如下：

rand() %100;//余数的范围是0~99

如果要生成1~100之间的随机数，方法如下：

rand()%100+1;//%100的余数是0~99,0~99的数字+1,范围是1~100

如果要生成100~200的随机数，方法如下：

100 + rand()%(200-100+1) //余数的范围是0~100，加100后就是100~200

所以如果要生成a~b的随机数，方法如下：

a + rand()%(b-a+1)

2. 猜数字游戏实现

参考代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
 //1.生成随机数
 int r = rand()%100+1;

 //2.猜数字
 int guess= 0;
 while(1)
 {
     printf("请猜数字>:");
     scanf("%d", &guess);
     if(guess < r)
     {
         printf("猜⼩了\n");
     }
     else if(guess > r)
     {
         printf("猜⼤了\n");
     }
     else
     {
         printf("恭喜你，猜对了\n");
         break;
     }
 } 
}
void menu()
{
 printf("***********************\n");
 printf("****** 1. play ******\n");
 printf("****** 0. exit ******\n");
 printf("***********************\n");
}
int main()
{
 int input = 0;
 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\n");
         break;
     default:
         printf("选择错误，重新选择\n");
         break;
     }
 }while(input);

 return 0;
}

分析：

1.一上来就打印菜单，输入猜的数字，建议使用do-while循环；

2.分支判断整数，建议使用switch-case判断。

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自己坑自己的代码：