C語言探索之旅 | 第一部分第十課：第一個C語言小遊戲

做者 謝恩銘，公衆號「程序員聯盟」。 轉載請註明出處。 原文：www.jianshu.com/p/7d03f054c…

《C語言探索之旅》全系列

內容簡介

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1. 前言
2. 準備工做和建議
3. 個人代碼
4. 改進方案
5. 第一部分第十一課預告

1. 前言

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上一課是 C語言探索之旅 | 第一部分第九課：循環語句 。

通過前面這麼多課的努力，咱們終於迎來了第一個比較正式的程序：一個 C語言小遊戲。

雖然這個遊戲沒有圖形界面，是命令行的形式，可是不論怎樣，這都是一個小小的里程碑。

咱們的目的是讓你們看到通過以前幾課的學習，你已經能夠完成一些有意思的事了。

雖然咱們知道理論是很好的，可是若是咱們不能把所學的理論付諸實踐，那也很沒有意思。

信不信由你，你其實已經有水平實現本身的第一個有意思的程序了。

2. 準備工做和建議

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程序的原理

在動手編程以前，得先跟你們說一下這個程序是幹什麼的。

咱們能夠稱呼這個遊戲爲《或多或少》。

遊戲的原理是這樣：

1. 每一輪電腦從 1 到 100 中隨機抽一個整數。

2. 電腦請求你猜這個數字，所以你要輸入一個 1 到 100 之間的整數。

3. 電腦將你輸入的數和它抽取的數進行比較，並告知你的數比它的數大了仍是小了。

4. 而後它會再次讓你輸入數字，並告訴你比較的結果。

5. 一直到你猜到這個數爲止，一輪結束。

遊戲的目的，固然就是用最少的次數猜到這個「神祕」數字。雖然沒有絢麗的圖形界面，可是或多或少，這都是你的第一個遊戲了，應該值得驕傲。

下面演示了一輪的樣式，你要編程來實現它：

這個數字是什麼？50
猜小了！
這個數字是什麼？75
猜小了！
這個數字是什麼？85
猜大了！
這個數字是什麼？80
猜大了！
這個數字是什麼？78
猜小了！
這個數字是什麼？79
太棒了，你猜到了這個神祕數字！！
複製代碼

隨機抽取一個數

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但你們要問了：「如何隨機地抽取一個數呢？不知道怎麼辦啊，臣妾作不到啊。」

誠然，咱們還沒學習如何來產生一個隨機數。讓親愛的電腦兄來作這個是不簡單的：它很會作運算，可是要它隨機選擇一個數，它還不知道怎麼作呢。

事實上，爲了「嘗試」獲得一個隨機數，咱們不得不讓電腦來作一些複雜的運算。好吧，歸根結底仍是作運算。

咱們有兩個解決方案：

• 請用戶經過 scanf 函數輸入這個神祕數字，那麼就須要兩個玩家咯。一個選數字，一個猜數字。

• 背注一擲地讓電腦來爲咱們自動產生一個隨機數。好處是：只須要一個玩家，能夠自娛自樂。缺點是：須要學習該怎麼作...

咱們來學習用第二種方案編寫這個遊戲，固然你也能夠以後本身編寫第一種方案的代碼。

爲了生成一個隨機數，咱們要用到 rand() 函數（rand 是英語 random 的縮寫，表示「隨機的」）。

顧名思義，這個函數能爲咱們生成隨機數。可是咱們還想要這個隨機數是在 1 到 100 的整數範圍內（若是沒有限定範圍，那會很複雜）。

咱們會用到如下的形式：

srand(time(NULL));
mysteryNumber = (rand() % (MAX - MIN + 1)) + MIN;
複製代碼

第一行（srand 函數）用於初始化隨機數的生成器。srand 實際上是 seed random 的縮寫。seed 在英語中是「種子」的意思。

給出 百度百科 的簡單解釋：

srand 和 rand 配合使用產生僞隨機數序列。rand 函數在產生隨機數前，須要系統提供的生成僞隨機數序列的種子，rand 根據這個種子的值產生一系列隨機數。若是系統提供的種子沒有變化，每次調用 rand 函數生成的僞隨機數序列都是同樣的。srand(unsigned seed) 經過參數 seed 改變系統提供的種子值，從而可使得每次調用 rand 函數生成的僞隨機數序列不一樣，從而實現真正意義上的「隨機」。一般能夠利用系統時間來改變系統的種子值，即 srand(time(NULL))，能夠爲 rand 函數提供不一樣的種子值，進而產生不一樣的隨機數序列。

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所謂的「僞隨機數」指的並非假的隨機數，這裏的「僞」是有規律的意思。其實絕對的隨機數只是一種理想狀態的隨機數，計算機只能生成相對的隨機數即僞隨機數。計算機生成的僞隨機數既是隨機的又是有規律的 -- 一部份遵照必定的規律，一部份則不遵照任何規律。好比「世上沒有兩片形狀徹底相同的樹葉」，這正點到了事物的特性 -- 規律性；可是每種樹的葉子都有近似的形狀，這正是事物的共性 -- 規律性。從這個角度講，咱們就能夠接受這樣的事實了：計算機只能產生僞隨機數而不是絕對的隨機數。

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經過 time() 函數來得到計算機系統當前的日曆時間（Calendar Time），處理日期時間的函數都是以本函數的返回值爲基礎進行運算。其原型爲：time_t time(time_t * t); 若是你已經聲明瞭參數t，你能夠從參數t返回如今的日曆時間，同時也能夠經過返回值返回如今的日曆時間，即從一個時間點（例如：1970 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0 秒）到如今此時的秒數。若是參數爲空（NULL），函數將只經過返回值返回如今的日曆時間。

若是咱們在使用 rand 函數前沒有用 srand 函數制定 seed 的值，或者雖然用了 srand 函數，可是給它的參數是一個常量，好比 srand(1)，那麼每次程序運行 rand 產生的數字都是同樣的。只有用例如 time() 函數來給一個每次都不同的 seed 值，才能使得 rand 的返回值不同，才能作到「隨機」。

srand 函數只須要在 rand 函數前面調用一次就夠了，也只能調用一次，以後你想要調用 rand 函數幾回都無所謂，可是每一個程序中不能用兩次 srand 函數，切記。

上面代碼格式中的 MAX 和 MIN 是常量或 const 類型的變量。MAX 是 Maximum 的縮寫，表示「最大」。MIN 是 Minimum 的縮寫，表示「最小」。顧名思義，MAX 和 MIN 分別是你規定的範圍的最大值和最小值。

建議在程序的一開始定義這兩個 const 類型的變量：

const int MAX = 100, MIN = 1;
複製代碼

引入的庫

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爲了程序可以順利運行，咱們須要引入三個庫：

• stdio.h
• stdlib.h
• time.h

咱們之前的課說過庫的做用。庫裏面提供一些定義好的函數，好比 time.h裏面就有咱們的 time() 函數，stdlib 中有 rand 和 srand 函數。

好啦，我不繼續透露了。咱們已經說明了遊戲的原理，給出了一輪遊戲的運行例子，也給出了主要的隨機數生成代碼，該輪到你來完成遊戲的代碼了。加油，相信你能夠的！

4. 個人代碼

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但願你們本身先寫代碼，查閱一些資料，或複習前面幾課的內容。運行成功了或實在寫不出來纔來看答案。

如下給出個人版本。固然了，這個遊戲的代碼能夠有不一樣的版本。你徹底能夠本身發揮。

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

int main (int argc, char** argv)
{
    int mysteryNumber = 0, guessNumber = 0;
    const int MAX = 100, MIN = 1;
    // 生成隨機數
    srand(time(NULL));
    mysteryNumber = (rand() % (MAX - MIN + 1)) + MIN;
    /* 程序的循環部分， 若是用戶沒猜中數字，就一直進行循環 */
    do
    {
        // 請求用戶輸入所猜數字
        printf("這個數字是什麼 ? ");
        scanf("%d", &guessNumber);
        // 比較用戶輸入的數字和神祕數字
        if (mysteryNumber > guessNumber)
            printf("猜小了 !\n\n");
        else if (mysteryNumber < guessNumber)
            printf("猜大了 !\n\n");
        else
            printf ("太棒了，你猜到了這個神祕數字 !!\n\n");
    } while (guessNumber != mysteryNumber);

    return 0;
}
複製代碼

程序的解釋（從上到下的順序）：

1. 預處理指令：就是開頭的那三行，以 # 開始。include 是英語「包含，引入」的意思，因此表示引入什麼庫。

2. 變量：這個遊戲中，不須要太多變量，只有一個用於記錄用戶輸入的數字的變量 guessNumber，和一個電腦隨機抽取的數字 mysteryNumber。guess 表示「猜」，mystery 表示「神祕」，number 表示「數字」。咱們也定義了兩個常量（const 變量，其實叫只讀變量比較準確）MAX 和 MIN，值分別是 100 和 1。這樣定義的好處是，若是你後面要改這兩個數值，會很方便，直接改這一行的兩個值就行了。若是沒有用 MAX 和 MIN 而是在程序裏每個地方寫 100 和 1 的話，那若是之後要改數值，工做量就大了。

3. 隨機數：srand 和 rand 那兩行，用於生成在 1 和 100 之間的一個隨機數，值賦給 mysteryNumber。

4. 循環：我選擇用 do...while 循環。理論上一個 while 循環也能夠作到，但我以爲這裏用 do...while 可能更合邏輯。爲何呢？還記得 do...while 循環的特色嗎？就是循環體裏的指令至少會執行一次，不像 while 循環可能一次也不執行。這裏咱們至少要讓用戶輸入一次數字，不可能用戶一次也不輸入就猜到了數字。

5. 在每一次進入循環體裏運行時，咱們都請求用戶輸入一個數字，而且把這個數字的值賦給 guessNumber 變量，接下來就比較 guessNumber 和 mysteryNumber（須要猜的數字）的大小：

   • mysteryNumber 大於 guessNumber，那麼輸出「猜小了」，繼續循環；
   • mysteryNumber 小於 guessNumber，那麼輸出「猜大了」，繼續循環；
   • mysteryNumber 等於 guessNumber，也就是 else 語句的狀況，就說明咱們猜對了，輸出「太棒了，你猜到了這個神祕數字!」，結束循環。

6. 循環也須要一個條件，咱們給出的條件是：只要猜的數字和神祕數字不同，循環就繼續。

4. 改進方案

如今這個遊戲仍是很基礎很簡單的，可是能夠有如下的改進方案：

1. 增長一個記錄步數的計數器，在你猜對的時候輸出：「太棒了，你用**步猜到了這個神祕數字!」

2. 目前的程序只進行一輪就結束了，若是玩家不過癮，還想繼續下一輪怎麼辦呢？能夠加入一個問題：「你還想繼續玩嗎？」，等待用戶輸入數字來回答。定義一個布爾值 continue（continue 表示「繼續」）來存儲用戶輸入的回答，好比 continue 的默認值是 1，就是用戶默認是繼續玩下一輪的；但若是用戶輸入 0，那麼程序中止，遊戲結束。

3. 增長一個模式：雙人模式。能夠你出題我來猜。可是我但願你可以在程序一開始就讓用戶選擇是玩哪種模式，是經典的人機對戰，仍是人人對戰。若是是雙人模式的人人對戰，那麼就不是用 srand 和 rand 來產生神祕數字了，而是讓玩家一經過 scanf 來輸入這個數字。

4. 設置幾個難度級別，讓玩家選擇：初級（1-100 中的一個數），中級（1-1000 中的一個數），高級（1-10000 中的一個數）。若是你這樣設計，就須要改寫 MAX 值了，而此時 MAX 就不能再是一個 const 變量了，必需要把 MAX 前面的 const 去掉，MIN 的還能保留。

你也能夠本身增設難度，想出更多好玩的點子來豐富這個遊戲。經過完善和改進這個小遊戲，你會學到更多。

5. 第一部分第十一課預告

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今天的課就到這裏，一塊兒加油吧！

下一課：C語言探索之旅 | 第一部分第九課：函數

下一課咱們來學習函數這個極爲重要和有用的內容吧！

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我是 謝恩銘，公衆號「程序員聯盟」運營者，慕課網精英講師 Oscar 老師，終生學習者。 熱愛生活，喜歡游泳，略懂烹飪。 人生格言：「向着標杆直跑」