C语言猜数字游戏

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

要想完成猜数字游戏，⾸先得产⽣随机数，可以利用以下函数产生随机数

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

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);

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

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_Ttypedef __time32_t time_t;#elsetypedef __time64_t time_t;#endif
#endif
typedef long __time32_t;
typedef __int64

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

我们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

生成0到99之间的随机数：

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;
}