分支和循环以及猜数字游戏的实现

随机书生成

rand

C语言中有一个函数叫rand函数，它可以生成随机数，代码格式如下：

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。
并且我们在使用rand函数时也应包含头文件stdlib.h
下面是rand函数的实际应用

#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;
}

运行结果如下

但当我们多次运行后结果为

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。真正的随机数的是无法预测下⼀个值是多少的。而rand函数是对一个叫“种子”的基准值进行运算生成的随机数，也就是rand函数会受到基准值的一些限制，当基准值固定时每次打印的数字也都是固定的。
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。如果要生成不同的随机数，就要让种子是变化的。

srand

为了解决“种子”的问题，我们引入了srand函数
srand函数是用来初始化随机数的生成器，srand的格式如下：

void srand (unsigned int seed);

程序中在调用 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。
理想情况是只用srand函数就可以将rand生成的随机值完全随机化，但实际上我们需要不断的输入seed的数值，这样就导致了一个问题，seed并不是随机的。
有的人可能会想，如果我们用for循环，然后定义一个整形数值i=0，让i在for循环中不断变化数值，这样是不是就可以解决这个问题了，但实际上，我们知道for循环需要一个i的范围，比如i<5，这个范围是具体的，因此循环也是有限的，循环最终会有结束的时候。所以for循环并不能解决问题，其他的循环也是如此。

time

为了解决上诉问题，我们需要一个能无限变化的数字，而函数time刚好满足这个条件。
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函数的格式如下：

time_t time (time_t* timer);

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 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;
}

我们运行几次看看


我们可以看出，两次运行的结果都不一样，因此问题解决了
注意：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（因为程序中在调用 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，所以只需要调用一次）

设置随机数的范围

事实上虽然我们解决了如何让数字随机，但我们常常会在随机的基础上设定随机数的范围。
例如

1：⽣成0~99之间的随机数
rand() %100;//余数的范围是0~99（注意可能会有人觉得RAND_MAX为32767，
              所以32767%100就是他余数的最大值，但事实上不是这样的
              比如：199%100=99,299%100=99，所以余数最大值是99）
2：⽣成1~100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
3：要⽣成100~200的随机数
100 + rand()%(200-100+1)//余数的范围是0~100，加100后就是100~200
4：⽣成a~b的随机数
a + rand()%(b-a+1)

如果我们需要求在一个范围内生成一个数字的概率，我们只需要用for循环，当我们循环足够多时，那么就可以用生成指定的数字的和去除所有生成的数字的和。

猜数字游戏的实现

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小了的反馈，直到猜对，游戏结束

#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("恭喜你，猜对了\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("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，重新选择\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}