【C语言】猜数字小游戏——深度刨析rand函数生成随机数

骑猪看日落 2023-10-15 14:55 45阅读 0赞

**目录**

一.制作菜单menu

二.调用menu函数并设置判断

三.编写game函数

1.首先需要生成1~100的随机数

2.猜数字功能

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### 一.制作菜单menu ###

> 定义一个menu函数来打印游戏菜单

void menu()
    {
    	printf("*****************\n");
    	printf("*** 1. play  ****\n");
    	printf("*** 0. exit  ****\n");
    	printf("*****************\n");
    }

### 二.调用menu函数并设置判断 ###

> 首先在do while内调用menu函数，然后用input接收用户输入并用switch判断，当输入0时退出游戏，输入1时进入游戏，为了防止用户输入0 1 以外的数字，用default进行提示并重新开始输入。此时一个简易的菜单便制作完成。

int main()
    {
    	int input = 0;
    	do
    	{
    		menu();
    		printf("请选择:>");
    		scanf("%d", &input);
    		switch (input)
    		{
    		case 1:
    			game();//尚未编写
    			break;
    		case 0:
    			printf("退出游戏！\n");
    			break;
    		default:
    			printf("选择错误，请重新输入！\n");
    			break;
    		}
    	} while (input);
    	return 0;
    }

### 三.编写game函数 ###

#### 1.首先需要生成1~100的随机数 ####

> **生成随机数是这个游戏最核心的部分。** C语言中提供了一个生成随机数的函数rand()，通过这个函数就可以生成随机数。但是如果只是调用rand函数，大家可以发现一些问题。

void game()
    {
    	int ret = rand();
    	printf("%d\n", ret);
    	return 0;
    }

> 可以发现，第一次运行的结果和第二次运行的结果是一样的，这貌似并不是随机数。这是因为rand函数生成的其实是**伪随机数**，伪随机数是通过某种算法生成的随机数，因此这个随机数就并不是很“随机”，生成范围是0~RAND\_MAX（即32767）。

> 而正确使用rand函数的方法是，在rand函数产生随机数之前，使用srand函数设置随机数的生成器，srand函数的参数可以叫做种子，类型是unsigned int，**头文件为：stdlib.h**

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> 1.当在rand函数之前使用srand(1)设置时，可以发现结果与上面的结果是一致的，这就证明了当只是使用rand函数生成随机数时，其默认种子便是1。一但种子固定了，生成的随机数也就固定了，这也就很好的解释了为什么两次运行出来的随机舒适一致的。
> 
> 2.了解完这一点之后，我们就可以想，只要让srand的种子变动起来，那么rand函数生成的随机数便可以随机起来。

> 我们都知道时间是在不停发生变化的，C语言中提供了一个**函数time**，**头文件为：time.h**，该函数可以返回一个**时间戳**，时间戳代表的是当前机器时间相较于计算机的起始时间之间的差值，即1970年1月1日开始到当前时间的差值，单位是秒，通过这个时间戳也可以转换成正常时间。

![3e1fcf5609b049af8d44609a01acb2e2.png][]

> 因此只要我们能够获得这个时间戳， 并将它作为srand函数的种子，那么rand函数生成出来的随机数就能真的随机。因为srand函数的参数类型是unsigned int，因此time(NULL)还需要强制类型转换。

通过以上设置，此时出来的便是随机数了 ，但是此时的随机数范围仍然是0~RAND\_MAX（即32767）。需要生成0-100的随机数，只要将rand()%100，就可以得到0~99的数，再在结果后+1，范围便是1~100了。那么生成1~100的随机数就完成了。

#### 2.猜数字功能 ####

> 有了随机数，剩下的就很简单了，只需要判断键盘输入的值与随机数的关系，比随机数大就输出猜大了，比随机数小就输入猜小了，相同则猜对了，那么完整的game函数如下：

void game()
    {
    	int ret = rand() % 100 + 1;
    	int guess = 0;
    	while (1)
    	{
    		printf("请猜数字:>");
    		scanf("%d", &guess);
    		if (guess < ret)
    			printf("猜小了\n");
    		else if (guess > ret)
    			printf("猜大了\n");
    		else
    		{
    			printf("恭喜你，猜对了\n");
    			break;
    		}
    	}
    	return 0;
    }

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