C语言如何随机出十道题

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@小白创作中心

C语言如何随机出十道题

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来源

https://docs.pingcode.com/baike/1071195

本文将详细介绍如何使用C语言随机生成十道题目。通过引入随机数生成器、使用数组存储题库、确保题目不重复等多个步骤，最终实现一个完整的随机出题系统。文章还提供了优化建议和扩展思路，帮助读者更好地理解和应用相关技术。

要在C语言中随机出十道题，可以利用随机数生成器，使用数组存储题库，并确保题目不重复。首先，我们需要一个题库，存储在数组中，然后使用随机数生成器来选择题目。为了确保题目不重复，可以使用标记数组或其他数据结构来记录已经选出的题目。

一、引入随机数生成器

在C语言中，
stdlib.h
库提供了随机数生成函数
rand()
，使用
rand()
可以生成一个范围内的随机数。为了确保每次运行程序时生成的随机数不同，可以使用
srand()
函数并结合时间函数
time(NULL)
进行初始化。

#include <stdlib.h>  
#include <time.h>  
void initialize_random() {  
    srand(time(NULL));  
}

二、使用数组存储题库

题库可以用一个数组来存储，每个元素代表一道题目。假设我们有一个包含100道题目的题库：

#define TOTAL_QUESTIONS 100  
char *question_bank[TOTAL_QUESTIONS] = {  
    "Question 1", "Question 2", "Question 3", ..., "Question 100"  
};

三、确保题目不重复

为了确保随机选择的题目不重复，可以使用一个辅助数组来记录已经选出的题目。每次生成一个随机数后，检查该题目是否已经被选出。如果已被选出，则重新生成一个随机数。

#define NUM_QUESTIONS 10  
void generate_random_questions() {  
    int selected[NUM_QUESTIONS];  
    int count = 0;  
    while (count < NUM_QUESTIONS) {  
        int rand_index = rand() % TOTAL_QUESTIONS;  
        int already_selected = 0;  
        for (int i = 0; i < count; i++) {  
            if (selected[i] == rand_index) {  
                already_selected = 1;  
                break;  
            }  
        }  
        if (!already_selected) {  
            selected[count++] = rand_index;  
        }  
    }  
    // Print selected questions  
    for (int i = 0; i < NUM_QUESTIONS; i++) {  
        printf("%sn", question_bank[selected[i]]);  
    }  
}

四、完整示例代码

将上述步骤综合起来，形成一个完整的C程序：

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <time.h>  
#define TOTAL_QUESTIONS 100  
#define NUM_QUESTIONS 10  
void initialize_random() {  
    srand(time(NULL));  
}  
void generate_random_questions() {  
    char *question_bank[TOTAL_QUESTIONS] = {  
        "Question 1", "Question 2", "Question 3", /*...*/ "Question 100"  
    };  
    int selected[NUM_QUESTIONS];  
    int count = 0;  
    while (count < NUM_QUESTIONS) {  
        int rand_index = rand() % TOTAL_QUESTIONS;  
        int already_selected = 0;  
        for (int i = 0; i < count; i++) {  
            if (selected[i] == rand_index) {  
                already_selected = 1;  
                break;  
            }  
        }  
        if (!already_selected) {  
            selected[count++] = rand_index;  
        }  
    }  
    // Print selected questions  
    for (int i = 0; i < NUM_QUESTIONS; i++) {  
        printf("%sn", question_bank[selected[i]]);  
    }  
}  
int main() {  
    initialize_random();  
    generate_random_questions();  
    return 0;  
}

五、优化与扩展

1、提高随机数生成的效率

使用洗牌算法（如Fisher-Yates算法）可以提高随机数生成的效率。这个算法能够在O(n)时间复杂度内生成一个无重复的随机排列。

void shuffle(int *array, int n) {  
    for (int i = n - 1; i > 0; i--) {  
        int j = rand() % (i + 1);  
        int temp = array[i];  
        array[i] = array[j];  
        array[j] = temp;  
    }  
}  
void generate_random_questions() {  
    int indices[TOTAL_QUESTIONS];  
    for (int i = 0; i < TOTAL_QUESTIONS; i++) {  
        indices[i] = i;  
    }  
    shuffle(indices, TOTAL_QUESTIONS);  
    for (int i = 0; i < NUM_QUESTIONS; i++) {  
        printf("%sn", question_bank[indices[i]]);  
    }  
}

2、扩展题库管理

可以将题库从文件中读取，或者使用结构体存储更复杂的题目信息（如题目内容、选项、答案等）。

#include <string.h>  
typedef struct {  
    char content[256];  
    char options[4][64];  
    char answer;  
} Question;  
Question question_bank[TOTAL_QUESTIONS];  
void load_questions_from_file(const char *filename) {  
    FILE *file = fopen(filename, "r");  
    if (file) {  
        for (int i = 0; i < TOTAL_QUESTIONS; i++) {  
            fgets(question_bank[i].content, sizeof(question_bank[i].content), file);  
            for (int j = 0; j < 4; j++) {  
                fgets(question_bank[i].options[j], sizeof(question_bank[i].options[j]), file);  
            }  
            question_bank[i].answer = fgetc(file);  
            fgetc(file); // consume newline  
        }  
        fclose(file);  
    }  
}  
void generate_random_questions() {  
    int indices[TOTAL_QUESTIONS];  
    for (int i = 0; i < TOTAL_QUESTIONS; i++) {  
        indices[i] = i;  
    }  
    shuffle(indices, TOTAL_QUESTIONS);  
    for (int i = 0; i < NUM_QUESTIONS; i++) {  
        int index = indices[i];  
        printf("Q%d: %sn", i + 1, question_bank[index].content);  
        for (int j = 0; j < 4; j++) {  
            printf("%c. %sn", 'A' + j, question_bank[index].options[j]);  
        }  
        printf("Answer: %cn", question_bank[index].answer);  
    }  
}