利用随机数生成猜数字游戏【C语言】

猜数字游戏实现

游戏要求

  1. 自动生成随机数的范围:0-99
  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

生成随机数

根据游戏要求,第一步就是先生成随机数 ,这里我们主要利用到三种函数 randsrandtime 函数。所以下面依次介绍这三种函数。

rand 函数

c 复制代码
int rand (void);

//rand 函数的使用需要包含一个头文件:stdlib.h

我们来看一段代码:

c 复制代码
#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;
}

运行结果

分析:

  • rand 函数可以用来生成一个随机数,可惜是伪随机数,范围是在 0 ~ RAND_MAX 之间,RAND_MAX 大小依赖编译器实现,但大部分编译器是 32767。
  • 第一次生成5个相对随机的数,但是第二次运行程序生成的结果和第一次一模一样
    • 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。
    • 真正的随机数是无法预测下一个值是多少的。
  • rand 函数是对一个叫"种子"的基准值进行运算生成的随机数。
  • rand 函数生成随机数的默认种子是 1

那么怎么样才能让每一次运行的结果不一样呢?即每一次运行都产生不同的随机数。这是注意到上述代码中 rand 函数的种子没有变化,若让种子变化,那么每次是否就生成不同的随机数了?

srand 函数

c 复制代码
void srand (unsigned int seed); 
  • 怎么样让种子发生变化呢?在调用 rand 函数之前先调用 srand 函数试试。
  • 在C语言中,可通过 srand 函数的参数 seed 来设置 rand 函数生成随机数的时候的种子,当种子发生变化,每次生成的随机数序列也就变化起来了。
  • 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。
  • 那我们怎么样才能实现种子的变化呢?
    • 时间!时间是一直在变化的,如果种子设置成与时间相关,那不就实现了变化的种子了?

time 函数

c 复制代码
time_t time (time_t* timer);

//	time 函数使用的时候需要包含头文件:time.h。

//如果只是让 `time` 函数返回时间戳,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
  • 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

对上文代码进行优化

c 复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main()
{
    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;
}

运行结果

  • 对上述代码运行四次,我们可发现每一次的结果均不相同。这就是因为我们每一次运行代码时,产生随机数的种子发生变化了。
  • 这样,对随机数游戏实现的第一步"生成随机数"就完成了。

确定生成随机数的范围

  • 经上述讨论,我们可以发现,随机数生成后,随机数的数值有的很小,有的很大,完全超出了我们要求的"产生 0-99 以内的随机数"。那么如何设置生成的随机数的范围呢?
  • 求模操作!!!

如果要生成 0~99 之间的随机数,方法如下:

c 复制代码
    rand() % 100; //余数的范围是0~99

猜数字游戏实现

既然随机数及其范围确定了,那么随机数生成的逻辑呢?

  • 进入游戏
  • 生成随机数
  • 玩家输入一个猜测的数值
  • 判断
    • 如果与生成的随机数一样,则玩家胜利
    • 如果不一致,判断与生成的随机数的大小,输出比较的结果
    • 玩家再次输入猜测的数值
      • 再次重复判断
c 复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

void game()	
{
    int r = rand()%100;	
    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");            
        }
    }    
}

void menu()
{
	printf("**************************************\n");
    printf("**********欢迎来到猜数字游戏**********\n");
    printf("**************************************\n");
    printf("**********输入 1 --> 进入游戏*********\n");
    printf("**************************************\n");
    printf("**********输入 2 --> 退出游戏*********\n");
    printf("**************************************\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,请重新选择\n");
                break;                
        }
    }while(input);    
    return 0;
}
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