如何生成随机数？带你深入了解rand函数

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<stdio.h>
#include<stdlib.h>
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：

重开启动代码以后，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

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().

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

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()%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;
}