利用随机数生成猜数字游戏【C语言】

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 rand 、 srand 、 time 函数。所以下面依次介绍这三种函数。

rand 函数

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：

#include 
#include 
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

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

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

#include 
#include 
#include 

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：

    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

#include 
#include 
#include 

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;
}