【C/C++】如何生成随机数?带你深入了解rand函数-创新互联
目录
背景
rand()
srand()
时间戳
time()
完整源码
背景
当我们学习完分支与循环并了解过一点点函数之后,就可以试着编写代码实现一个简易的猜数字小游戏了。
游戏方法:电脑生成一个1~100的随机数,玩家进行猜数字,
我们将游戏的实现封装在game()函数中,而第一步,就是让电脑生成一个随机数。
这里我们需要用到一个生成随机数的库函数rand。
rand()看不懂没关系,我来为大家简单释义:
首先是rand函数的构造
int rand (void) //函数返回值为int类型,且无需参数
它的功能就是生成0~RAND_MAX(32767)的随机值。RAND_MAX其实就是32767。
然后使用rand函数之前,别忘了包含它所在的头文件stdlib.h。
这时我们来测试:
#include
#include void menu() { printf("*********************************\n"); printf("********** 1. play ************\n"); printf("********** 0. exit ************\n"); printf("*********************************\n"); } //rand函数可以生成随机数 //返回一个0~RAND_MAX(32767) void game() { int guess = 0; //1. 生成随机数 int ret = rand(); printf("%d\n", ret); } 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);
我们进行简单的测试后,发现一下结果:
随机数已经成功生成。
我们激动的关掉程序再来运行一次:
重新启动代码以后,我们观察这些数字是否有种似曾相识的感觉?
在不就是上次运行的结果吗?既然是随机数,那么完全有相同的可能。那我们不妨再多试几遍,
会发现,结果还是一样的。如果我们只是这样草率的完成游戏,玩家玩几次就会觉得无聊了,因为
每次都能猜中,那这是哪里出了问题呢?
请注意:
文档提示,使用rand函数之前,我们还得调用另外一个函数srand()。
srand()这是srand函数的构造:
void srand (unsigned int seed);
srand其实是一个随机数的生成器,当我们给它不同的参数,就能生成不一样的数字
例如:
我们发现果真如此。但是只传一个固定的参数,我们发现还是不能完成任务,那么我们就能想
到,是不是给它一个一直变化的值就好了呢?确实是这样。
那么,在计算机中什么是一直变化的呢?答案是:时间。
我们需要将变化的时间作为srand的参数,但是我们不可能将年月日直接写进去吧。
这里我们了解一个概念叫时间戳。
时间戳time()简单理解,计算机会把时间转换为一串数字进行存储,这串数字就叫时间戳(单位秒)。每
个不同的时间都对应一个时间戳,每个时间戳也只对应一个时间。
因此我们把时间戳作为srand的参数即可,而获取时间戳,我们又得用到另外一个函数time().
函数构造:
time_t time (time_t* timer);
我们发现time()需要的参数为指针类型的参数,由于目前没接触指针,我们只需要将NULL(空指
针)作为参数即可。另外,别忘记包含头文件time.h。
整理一下:
这是game函数应该这样写:
void game() { srand((unsigned int)time(NULL));//srand所需参数为unsigned int类型,这里用到了强制类型转换 int guess = 0; //1. 生成随机数 int ret = rand(); printf("%d\n", ret); }
我们再来测试:
这次已经得到我们想要的结果了。但是却并不完美,因为我们发现每次生成的随机数都很相近,其实,当我们手速足够快时,完全可以达到相同的结果:
这里的原因不难理解,计算机的时间是一秒一秒走的,所以转换出来的时间戳也是每次差一点。当我们在时间戳变换前多次获取随机值那么就会产生相同的结果。
其实,这里错在我们将srand函数放错位置了。每次程序运行时,我们只需要设置一次随机数的起点就够了,保证与下一局游戏数字不重复就行。
所以我们将srand的调用放置在main函数里,因为一个程序,main函数只会执行一次。
到此,我们在以后需要生成随机数时,只需要这套流程即可。
接下来,我们只需要继续完善游戏代码即可,这里就不做赘述。想了解游戏逻辑的小伙伴可以参照我的上一篇博客手撕三子棋。
完整源码#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE 1
// 猜数字游戏实现
//电脑随机生成一个1~100之间的数字
//猜数字
//如果你猜小了,告知猜小了
//如果你猜大了,告知猜大了
//如果你猜对了,告知猜对了
#include#includevoid menu()
{
printf("*********************************\n");
printf("********** 1. play ************\n");
printf("********** 0. exit ************\n");
printf("*********************************\n");
}
//rand函数可以生成随机数
//返回一个0~RAND_MAX(32767)
void game()
{
int guess = 0;
//1. 生成随机数
int ret = rand()%100+1;//0~99-->1~100
//printf("%d\n", ret);
//2. 猜数字
while (1)
{
printf("请猜数字:>");
scanf("%d", &guess);
if (guess< ret)
{
printf("猜小了\n");
}
else if (guess >ret)
{
printf("猜大了\n");
}
else
{
printf("恭喜你,猜对了\n");
break;
}
}
}
int main()
{
int input = 0;
//设置随机数的生成器
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;
}
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