《C语言》分支和循环（下）

1. 《C语言》常见概念-CSDN博客
2. 《C语言》数据类型和变量-CSDN博客
3. 《C语言》分支和循环（上）-CSDN博客

掌握了前面学习的这些知识，我们就可以写一些稍微有趣的代码了，比如：写一个猜数字游戏

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者小了的反馈，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，那怎么产生随机数呢？

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，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，但是大部分编译器上是32767。

rand函数的使用需要包含一个头文件是：stdlib.h

那我们就测试一下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;
}

我们先运行一次，看看结果，再运行一次再看看结果，多运行几次呢？

第一次运行结果

第二次运行结果

我们可以看到虽然一次运行中产生的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，这就说明有点问题。

如果再深入了解一下，我们就不难发现，其实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。而rand函数是对一个叫"种子"的基准hi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.如果生成不同的随机数，就要让种子是变化的。

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);

程序中再调用 rand 函数之前先调用 srand 函数，通过 srand 函数的参数seed来设置rand函数生成随机数的时候的种子，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srand的种子是如果是随机的，rand就能生成随机数；再生成随机数的时候又需要一个随机数，这就矛盾了。

1.3 time

在程序中我们一般是使用程序运行的实践作为种子的，因为时间是时刻在发生变化的。

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。返回值的类型是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值的差值放在timer指向的内存中带出去。

如果timer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。

time函数的时候需要包含头文件：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                    __time64_t;

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

那我们就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函数的返回值设置种子
    //因为srand的参数是unsigned int类型，我们将time函数的返回值强制类型转换
    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;
}

多运行几次看看，每次的运行就有差异了。

第一次运行结果

第二次运行结果

（注：截图只是当时程序运行的结果，你的运行结果不一定和这个一样）

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

如果我们要生成0~99之间的随机数，方法如下：

rand()%100;    //余数的范围是0~99

如果要生成1~100之间的随机数，方法如下：

rand()%100+1;    //%100的余数是0~99，0~99的数字+1，范围就是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，加上100后就是100~200

所以如果要生成a~b的随机数，方法如下：

a + rand()%(b-a+1)

2 猜数字游戏实现

参考代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

void game()
{
    int r = rand()%100+1;
    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("哟呵，还真给你猜对啊！真没意思...\n");
            break;
        }
    }
}

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

int main()
{
    int input = 0;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    do
    {
        menu();
        printf("想不想玩，想玩你就扣1，不想玩你就扣0：");
        scanf("%d", &input);
        switch(input)
        {
            case 1:
                game();
                break;
            case 0:
                printf("爱玩不玩，不玩走开！\n");
                break;
            default:
                printf("不是这都能输错啊？重新输入！别消遣我！\n");
                break;
        }
    }while(input);
    return 0;
}

还可以加上猜数字的次数限制，你自己想猜几次，猜不出来就算失败。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

int input = 0;

void game()
{
    int r = rand() % 100 + 1;    //生成1~100的随机数
    int guess = 0;
    int count = 0;    //玩家猜数字次数
flag:    //玩家想猜次数过大，重新选择猜数字次数
    printf("你想猜几次？写那么大我看不起你！>；");
    scanf("%d", &count);
    switch (count)
    {
    case 0:
        printf("不玩滚蛋！消遣我呢？\n");
        input = 0;
        goto next;
    case 1:
        printf("你小子挺勇啊？想一命通关？\n");
        break;
    case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5:
        break;
    default:
        printf("直接告诉你算了好不好？真无语...\n");
        goto flag;
    }
    while (count)
    {
        printf("你还有%d次机会，你不会不行吧？\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("哟呵，还真给你猜对啊！真没意思...\n");
            break;
        }
        count--;
    }
    if (count == 0)
    {
        printf("你这也不行啊！回家种地吧！答案是%d\n", r);
    }
next:;    //玩家调皮，那就不给玩了嘿嘿
}

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

int main()
{
    srand((unsigned int)time(NULL));    //srand改变生成随机数的种子
    do
    {
        menu();
        printf("想不想玩，想玩你就扣1，不想玩你就扣0：");
        scanf("%d", &input);
        switch (input)
        {
        case 1:
            game();
            break;
        case 0:
            printf("爱玩不玩，不玩走开！\n");
            break;
        default:
            printf("不是这都能输错啊？重新输入！别消遣我！\n");
            break;
        }
    } while (input);
    return 0;
}