【C语言】猜数字游戏

zxctscl

发布于 2024-09-25 08:30:59

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发布于 2024-09-25 08:30:59

文章被收录于专栏：zxctscl个人专栏

前言

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，这里就来写一个猜数字游戏。游戏要求：

电脑自动生成1~100的随机数
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

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，这函数是可以生成随机数的，函数原型如下：

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。

rand函数的使用需要包含一个头文件是：stdlib.h

先测试⼀下rand函数，调用，产生随机数：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	//RAND_MAX;
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand()); 
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());

	return 0;
}

再运行一次再看看结果还是这样：

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。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。

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。那也就是说给srand的种子是如果是随机的，rand就能生成随机数；在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

	srand((unsigned int)time(NULL));//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
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	return 0;
}

这回两次运行的结果就不一样了：

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

如果我们要生成0~99之间的随机数，方法如下：如何一个数模100生成的余数就在0-99之间

 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

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

2.1 游戏菜单

游戏先得有个菜单，来供游戏用户选择。选择1就是玩游戏，0就是退出。

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

2.2 主函数部分

当用户选择了不同的数字，就得有不同的处理，选择1就是玩游戏，0就是退出，如果输入其他选项就提示选择错误，重新选择。

int main()
{
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择\n");
			break;
		}

	} while (input);
	return 0;
}

此时游戏的基本逻辑已经出来了：

2.3 game函数部分

先得生成随机数，才能实现猜数字。

void game()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int r = rand() % 100 + 1;

}

为了避免每一次调用game函数都调用srand，所以将srand用到主函数部分。此时就有生成的随机数了：

但是不能显示给用户看，此时来实现猜数字部分：

void game()
{//生成随机数
	int guess = 0;
	int r = rand() % 100 + 1;
	
	while (1)
	{
		printf("请猜数字：>");
		scanf("%d", &guess);
		if (guess > r)
		{
			printf("请大了\n");
		}
		else if (guess < r)
		{
			printf("请小了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜对了\n");
			break;
		}
	}
}

此时代码就跑起来了。

2.4 附代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

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

void game()
{//生成随机数
	int guess = 0;
	int r = rand() % 100 + 1;
	
	while (1)
	{
		printf("请猜数字：>");
		scanf("%d", &guess);
		if (guess > r)
		{
			printf("请大了\n");
		}
		else if (guess < r)
		{
			printf("请小了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜对了\n");
			break;
		}
	}
}
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("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择\n");
			break;
		}

	} while (input);
	return 0;
}

2.5 优化代码

加上猜数字的次数限制，如果5次猜不出来，就算失败。

 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

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

void game()
{//生成随机数
	int guess = 0;
	int r = rand() % 100 + 1;
	int count = 5;
	
	while (count)
	{
		printf("请猜数字：>");
		scanf("%d", &guess);
		printf("\n你还有%d次机会\n", count);
		if (guess > r)
		{
			printf("请大了\n");
		}
		else if (guess < r)
		{
			printf("请小了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜对了\n");
			break;
		}
		count--;
	}
	if (count == 0)
	{
		printf("你失败了，正确值是:%d\n", r);
	}
}
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("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("选择错误，重新选择\n");
			break;
		}

	} while (input);
	return 0;
}