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1. 随机数⽣成
1.1 rand
1.2 srand
1.3 time
1.4 设置随机数的范围
2. 猜数字游戏实现
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
1. 随机数⽣成
1.1 rand
C语⾔提供了⼀个函数叫 rand 这个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,范围在0到RAND_MAX
之间。RAND_MAX
的大小取决于具体的编译器实现,但在大多数编译器上,它通常是32767。使用rand
函数需要包含stdlib.h
头文件。接下来,我们可以多次调用rand
函数来生成5个随机数以进行测试。
#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;
}
第一次运行 第二次运行 第三次运行
我们可以观察到,尽管程序每次运行时生成的5个随机数字看起来是不同的,但实际上在每次运行时,它们的序列都是相同的。这表明程序中的随机数生成存在问题。深入了解后会发现,`rand` 函数生成的“随机”数其实是伪随机数。这些伪随机数并不是真正的随机数,而是通过某种算法生成的。真正的随机数是无法预测其下一个值的。
`rand` 函数生成的伪随机数序列是基于一个叫做“种子”的基准值。如果使用相同的种子值,`rand` 函数每次产生的随机数序列都会相同。默认情况下,`rand` 函数的种子值是1,因此每次运行程序时,生成的随机数序列都是相同的。
为了生成每次运行时不同的随机数序列,需要改变种子值。通常可以使用当前时间作为种子值来实现这一点。这样,`rand` 函数在每次运行程序时都会使用不同的种子值,从而生成不同的随机数序列。
1.2 srand
void srand (unsigned int seed);
在程序中,使用 `rand` 函数生成随机数之前,我们可以通过 `srand` 函数来设置种子值(`seed)。` `srand` 函数的参数 `seed` 用于初始化 `rand` 函数的伪随机数生成器。只要种子值每次都不同,`rand` 函数生成的随机数序列也会随之不同。
换句话说,只要 `srand` 设置的种子值是变化的,`rand` 函数生成的随机数序列就会是不同的。因此,我们需要用一个变化的种子值来使 `rand` 生成的随机数具有更多的随机性。通常,程序会使用当前时间作为种子值来保证每次运行时种子值的不同,从而生成不同的随机数序列。
这就解决了看似矛盾的问题:虽然我们希望生成随机数,但需要一个变化的种子值来确保生成的随机数序列是不同的。通过动态变化的种子值,我们可以使 `rand` 函数产生更多样化的随机数。
1.3 time
time_t time (time_t* timer);
`time` 函数用于获取当前的日历时间。实际上,它返回的是从1970年1月1日0时0分0秒(即UNIX纪元时间)到当前时间的秒数,这个值称为时间戳。`time` 函数的返回值类型是 `time_t`,本质上是一个32位或64位的整数。
如果 `time` 函数的参数 `timer` 是一个非 `NULL` 的指针,函数会将这个时间戳存储到 `timer` 指向的内存中。如果 `timer` 是 `NULL`,函数则只返回时间戳值。
要使用 `time` 函数,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
time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳,这⾥没有接收返回值
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
// 使用 time 函数的返回值来设置随机数生成器的种子
// time 函数返回的是从1970年1月1日0时0分0秒到现在的秒数
// 我们将 time 函数的返回值强制转换为 unsigned int 类型,作为 srand 的种子
srand((unsigned int)time(NULL));
// 生成并打印五个随机数
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
return 0;
}
解释:
srand((unsigned int)time(NULL));
:这行代码通过调用time(NULL)
获取当前的时间戳(从1970年1月1日到现在的秒数),并将其作为种子值传递给srand
。这样可以确保每次程序运行时,rand
函数生成的随机数序列都是不同的。rand()
:生成一个随机数并打印出来。
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。
1.4 设置随机数的范围
rand() % 100; // 余数范围是0到99
生成1到100之间的随机数:
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
一般化的公式,用于生成 a
到 b
之间的随机数:
a + rand() % (b - a + 1);
解释:
rand() % (最大值 - 最小值 + 1)
生成的余数范围是0到(最大值 - 最小值)
。- 加上
最小值
后,可以将生成的数值范围调整到最小值
到最大值
2. 猜数字游戏实现
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
// 猜数字游戏函数
void game()
{
int r = rand() % 100 + 1; // 生成1到100之间的随机数
int guess = 0; // 存储用户猜测的数字
int count = 5; // 剩余的猜测次数
while (count > 0)
{
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");
return; // 猜对了就结束函数
}
count--; // 减少剩余次数
}
// 当猜测次数用尽后输出正确的值
printf("你失败了,正确值是: %d\n", r);
}
// 菜单函数
void menu()
{
printf("***********************\n");
printf("****** 1. play ******\n");
printf("****** 0. exit ******\n");
printf("***********************\n");
}
// 主函数
int main()
{
int input = 0;
// 初始化随机数种子
srand((unsigned int)time(NULL));
do
{
menu(); // 显示菜单
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
game(); // 进入游戏
break;
case 0:
printf("游戏结束\n");
break;
default:
printf("选择错误,请重新选择\n");
break;
}
} while (input != 0); // 当选择为0时退出循环
return 0;
}