【C语言】一文吃透C语言分支循环中的rand、srand与time函数

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前言

• 在C语言的学习路上，分支与循环是构建程序逻辑的基础，而随机数生成则是很多趣味项目（比如猜数字、小游戏）的核心功能。很多刚接触C语言的同学，在第一次使用 rand() 函数时，都会遇到一个共同的问题：为什么每次运行程序，生成的“随机数”都是一样的？

• 这篇文章就来帮你彻底搞懂 rand() 、 srand() 和 time() 这三个函数的底层逻辑与正确用法，结合分支与循环的知识点，带你从“只会调用函数”到“真正理解随机数的生成原理”，解决新手最容易踩的坑。

1、rand

rand用来生成随机数的

intrand(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，但是大部分编译器是32767。

🐾 它的头文件是 stdlb.h

• 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。

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2、srand

srand是用来初始化随机数的

voidsrand(unsignedintseed);

• 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。

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。这时候就用到----time。

time_ttime(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(NULL);

🐾 time函数的头文件是：time.h

可见，打印出来的随机值都不一样。

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4、随机数范围的设置

🐾 如果我们要生成0~99之间的随机数，要怎么做呢？

rand()%100//余数的范围是0~99

🐾 那1~100呢？

rand()%100+1//%100的余数是0~99,0~99的数字+1,范围是1~100

🐾 那100~200呢？

rand()%(200-100+1)//余数的范围是0~100，加100后就是100~200

🐾 那如果是a~b之间的随机数呢？

a+rand()%(b-a+1)

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5、猜数字游戏

🐾 结合所学的知识，我们来创建一个小游戏吧！

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>voidmenu(){printf("*******************\n");printf("****** 1.play *****\n");printf("****** 0.exit *****\n");printf("*******************\n");}voidgame(){intr=rand()%100+1;//随机生成1~100之间的数字intguess=0;while(1){printf("请输入一个数字：");scanf("%d",&guess);if(guess>r){printf("猜大了\n");}elseif(guess<r){printf("猜小了\n");}else{printf("猜对了，好厉害\n");break;}}}intmain(){intinput=0;srand((unsignedint)time(NULL));do{menu();printf("请选择：");scanf("%d",&input);switch(input){case1:game();break;case0:printf("游戏结束\n");break;default:printf("选择错误，请重新选择\n");break;}}while(input);return0;}

🐾 运行结果：

🐶 🐾 ✨ 🐾 🐶

🐾 为了增加游戏难度，我们还可以设置猜数字的次数限制，如果5次还未能猜出来，则挑战失败！

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>voidmenu(){printf("*******************\n");printf("****** 1.play *****\n");printf("****** 0.exit *****\n");printf("*******************\n");}voidgame(){intr=rand()%100+1;//随机生成1~100之间的数字intguess=0;intcount=5;while(count){printf("你还剩%d次机会\n",count);printf("请输入一个数字：");scanf("%d",&guess);if(guess>r){printf("猜大了\n");}elseif(guess<r){printf("猜小了\n");}else{printf("猜对了，好厉害\n");break;}count--;}if(count==0){printf("次数用完，挑战失败，正确值是： % d\n",r);}}intmain(){intinput=0;srand((unsignedint)time(NULL));do{menu();printf("请选择：");scanf("%d",&input);switch(input){case1:game();break;case0:printf("游戏结束\n");break;default:printf("选择错误，请重新选择\n");break;}}while(input);return0;}

🐾 运行结果：

举爪爪！你已经看完这篇啦~

不关注一下吗？我会偷偷开心一整天的😉