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[C语言]——分支和循环（4）

news 来源：原创 2025/5/9 18:59:31

一.随机数生成

1.rand

2.srand

3.time

4.设置随机数的范围

猜数字游戏实现

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

一.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.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。

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。

如果再深⼊了解⼀下，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。

int=rand(2)
int=rand(3)
int=rand(4)
......

2.srand

C语言中又提供了⼀个函数叫 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)

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。

3.time

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 。 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

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)); //放主函数只执行一次
  printf("%d\n", rand());
  printf("%d\n", rand());
  printf("%d\n", rand());
  printf("%d\n", rand());
  printf("%d\n", rand());
  return 0;
}

（注：截图只是当时程序运行的结果，你的运行结果不⼀定和这个⼀样）

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

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)

二.猜数字游戏实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
 int r = rand()%100+1;
 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;
}

还可以加上猜数字的次数限制，如果5次猜不出来，就算失败.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
  int r = rand() % 100 + 1;
  int guess = 0;
  int count = 5;
  while (count) //=0跳出循环
  {
     printf("\n你还有%d次机会\n", count);
     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;
     }
 count--;
 }
 if (count == 0)
 {
 printf("你失败了，正确值是:%d\n", r);
 }
}
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;
}