三、C语言分支与循环知识点补充——随机数生成

本章分支结构的学习内容如下：

三、C语言中的分支与循环—if语句 (1)

三、C语言中的分支与循环—关系操作符 (2)

三、C语言中的分支与循环—条件操作符 与逻辑操作符(3)

三、C语言中的分支与循环—switch语句（4）分支结构 完

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本章循环结构的学习内容如下：

三、C语言中的分支与循环—while循环 (5)

三、C语言中的分支与循环—for循环 (6)

三、C语言中的分支与循环—do-while循环 (7)

三、C语言中的分支与循环—break和continue语句（8）循环结构 完??

三、C语言中的分支与循环—循环嵌套 (9)?

三、C语言中的分支与循环—goto语句 (10) (完)?

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1.rand() 函数

rand() 函数在 C 语言中用于生成伪随机数。这个函数定义在 <stdlib.h> 头文件中，每次调用时会返回一个 0 到 RAND_MAX 之间的整数，其中 RAND_MAX 也定义在 <stdlib.h> 中，通常是一个相对较大的数（在多数系统上是 32767）。

rand() 函数在 C 语言中用于生成伪随机数。这个函数定义在 <stdlib.h> 头文件中，每次调用时会返回一个 0 到 RAND_MAX 之间的整数，其中 RAND_MAX 也定义在 <stdlib.h> 中，通常是一个相对较大的数（在多数系统上是 32767）。

1）基础语法

rand() 函数的基本语法很简单，它不需要任何参数，并返回一个伪随机数。

int randomNumber = rand();

?

2）使用 rand() 函数生成特定范围的随机数

通常，你可能需要生成一个特定范围内的随机数，比如 0 到 99。这可以通过取模操作符（%）来实现：

int randomNumber = rand() % 100; // 生成一个 0 到 99 之间的随机数

2.随机数种子 — srand()

rand() 生成的是伪随机数，这意味着如果你不设置随机种子，那么每次程序运行时生成的随机数序列都是相同的。为了每次都生成不同的随机数序列，我们使用 srand() 函数来设置随机数种子。

void srand(unsigned int seed);

通常，将当前时间作为种子：

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

srand((unsigned) time(NULL));

示例代码

下面是一个使用 rand() 和 srand() 函数的完整示例，程序中生成了 0 到 99 范围内的 5 个随机数。

这个程序首先包含了 <stdlib.h> 和 <time.h> 头文件，这些是使用 rand() 和 srand() 所必需的。在 main 函数中，首先调用 srand() 设置随机数种子，然后循环五次生成并打印随机数。

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

int main() {
    // 设置随机数种子
    srand((unsigned) time(NULL));

    // 打印 5 个随机数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int randomNumber = rand() % 100;
        printf("%d ", randomNumber);
    }

    return 0;
}

3.注意事项

• rand() 生成的是伪随机数，适合大多数基本需求，但不应用于安全相关或对随机性要求很高的场景。
• 如果不调用 srand() 设置随机种子，每次程序运行时 rand() 函数生成的随机数序列都是相同的。
• 在一个程序中，srand() 只需调用一次即可。频繁调用可能会导致随机性降低。

4.代码练习

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

这个游戏将由以下部分组成：

1. 生成随机数：电脑生成一个1到100之间的随机数。
2. 用户输入：允许用户输入一个猜测的数字。
3. 比较和反馈：程序将用户的猜测与随机数进行比较，并根据猜测的数字是大了还是小了给出反馈。
4. 重复猜测：直到用户猜对数字，游戏结束。

   解题步骤：

• 引入必要的头文件：stdio.h 用于输入输出，stdlib.h 和 time.h 用于生成随机数。
• 初始化随机数生成器：使用 srand(time(NULL))。
• 生成随机数：使用 rand() % 100 + 1 生成1到100之间的随机数。
• 循环等待用户输入：使用 do-while 循环。
• 读取用户输入：使用 scanf 读取用户的猜测。
• 比较和反馈：使用 if-else 语句判断用户输入与随机数的大小关系，并给出相应的提示。
• 猜中数字后结束游戏：当用户猜中数字时，退出循环，并恭喜用户。

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <time.h>
  
  int main() {
      int randomNumber, guess;
      // 初始化随机数生成器
      srand(time(NULL));
      // 生成1到100之间的随机数
      randomNumber = rand() % 100 + 1;
  
      printf("猜数字游戏开始！我已经选择了一个1到100之间的数字。\n");
  
      do {
          printf("请输入你的猜测：");
          scanf("%d", &guess);
          if (guess > randomNumber) {
              printf("太大了！再试试看。\n");
          } else if (guess < randomNumber) {
              printf("太小了！再试试看。\n");
          }
      } while (guess != randomNumber);
  
      printf("恭喜你，猜对了！数字就是 %d。\n", randomNumber);
  
      return 0;
  }