文章目录
- 前言
- 一、随机数的生成
- 1.1. rand函数
- 1.2. srand函数
- 1.3. time函数
- 二、设置随机数的范围
- 三、猜数字游戏的代码实现
- 总结
前言
上一篇博客我们写了一个电脑关机的小游戏，我篇博客我们写一个猜数字的小游戏，学习rand函数、srand函数、time函数的使用。
游戏要求：
- 电脑自动生成1~100的随机数
- 玩家猜数字，根据猜测数据的大小给出猜大了还是猜小了，猜对或者机会用光则游戏结束
- 玩家有5次猜数字的机会
一、随机数的生成
1.1. rand函数
C语言提供了⼀个函数叫 rand，这个函数可以生成随机数，函数原型如下所示：
int rand (void);
rand函数的使用需要包含⼀个头⽂件是：<stdlib.h>
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，大部分编译器上是32767。
我们来测试⼀下 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;
}
第一次运行：
但是当我们关闭窗口，再次运行时：
可以看到⼀次运行中产生的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，哪里出问题了呢？
再深入了解一下，发现 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，固定不变的。如果要生成不同的随机数，意味着要让种子是变化的。
1.2. srand函数
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，也就是上述提到的 “种子”。
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
机数时的种子，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 的种子是如果是变化的，rand就能生成随机数。
1.3. time函数
在程序中我们一般是使用程序运行的时间作为种子，因为时间时刻在发生变化的。
在C语⾔中有⼀个函数叫 time ，可以获得时间，time函数原型如下：
time_t time (time_t* timer);
time 函数的时候需要包含头⽂件：<time.h>
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，这个时间差也被叫做：时间戳，单位是秒。
返回的类型是 time_t 类型的，本质上其实就是32位或者64位的整型类型。
可以理解为像2024年12月2号、2022年10月2号这样的时间不方便运用，所以我们把时间都转化为一个整型类型的数。
如果 timer 是 NULL，就只返回时间戳
如果 timer 是 非NULL 的指针，函数也会将时间戳放在 timer 指向的内存中带回去
time(NULL); //调⽤time函数返回时间戳，这⾥没有接收返回值
那么上面的代码，我们可以改成：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
//使⽤time函数的返回值，也就是将时刻变化的时间设置为种⼦
//srand的参数是unsigned int类型，我们将时间强制类型转换
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;
}
第一次运行：
第二次运行：
运行多次，我们发现每一次生成的数都不一样，那么我们生成随机数成功了。
这里需要注意的是：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把种子设置为时间了。
二、设置随机数的范围
- 如果要生成0~99之间的随机数：
rand() % 100;
//余数的范围是0~99
- 如果要生成0~100之间的随机数：
rand() % 101;
//余数的范围是0~100
- 如果要生成1~100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：
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：
a + rand() % (b-a+1);
三、猜数字游戏的代码实现
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
int r = rand() % 100 + 1; //随机数的范围设置为1~100
int guess = 0; //玩家猜的数
int count = 5; //试错机会5次
while (count)
{
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("\n恭喜你，猜对了\n");
break;
}
count--;
}
if (count == 0)
{
printf("\n你失败了，正确数是:%d\n", r);
}
}
//游戏菜单
void menu()
{
printf("***********************\n");
printf("******* 1. play *******\n");
printf("******* 0. exit *******\n");
printf("***********************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
srand((unsigned int)time(NULL)); //设置时间为种子
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;
}
总结
这篇博客写了猜数字的趣味小游戏，学习了rand函数、srand函数、time函数的使用，我学会了如何生成随机数。
1.设置时间为种子
srand((unsigned int)time(NULL));
2.生成a~b范围的随机数
a + rand() % (b-a+1);
