C/C++产生随机数
作者:互联网
C/C++产生随机数用到两个函数rand() 和 srand()。
一. 不指定范围产生随机数
在C语言中,我们一般使用 <stdlib.h> 头文件中的 rand() 函数来生成随机数,它的用法为:
int rand (void);
// void 表示不需要传递参数。
C语言中还有一个 random() 函数可以获取随机数,但是 random() 不是标准函数,不能在 VC/VS 等编译器通过,所以比较少用。
- rand() 会随机生成一个位于 0 ~ RAND_MAX 之间的整数。
RAND_MAX 是 <stdlib.h> 头文件中的一个宏,它用来指明 rand() 所能返回的随机数的最大值。C语言标准并没有规定 RAND_MAX 的具体数值,只是规定它的值至少为 32767。在实际编程中,我们也不需要知道 RAND_MAX 的具体值,把它当做一个很大的数来对待即可。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
int a = rand();
printf("%d\n",a);
return 0;
}
运行结果举例:
41
多次运行上面的代码,你会发现每次产生的随机数都一样,都是41,这是怎么回事呢?为什么随机数并不随机呢?
实际上,rand() 函数产生的随机数是伪随机数,是根据一个数值按照某个公式推算出来的,这个数值我们称之为“种子”。种子在每次启动计算机时是随机的,但是一旦计算机启动以后它就不再变化了;也就是说,每次启动计算机以后,种子就是定值了,所以根据公式推算出来的结果(也就是生成的随机数)就是固定的。
-
- 重新播种,然后再调用rand()
我们可以通过 srand() 函数来重新“播种”,这样种子就会发生改变。srand() 的用法为:
void srand (unsigned int seed);//里面是参数类型,seed不能直接用在程序中,只是说明,可以是函数
它需要一个 unsigned int 类型的参数。在实际开发中,我们可以用时间作为参数,只要每次播种的时间不同,那么生成的种子就不同,最终的随机数也就不同。使用 <time.h> 头文件中的 time() 函数即可得到当前的时间(精确到秒),就像下面这样:
srand((unsigned)time(NULL));
上述代码修改如下后,没启动一次程序,随机数都不一样。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand();
printf("%d\n", a);
return 0;
}
多次运行程序,会发现每次生成的随机数都不一样了。但是,这些随机数会有逐渐增大或者逐渐减小的趋势,这是因为我们以时间为种子,时间是逐渐增大的,结合上面的正态分布图,很容易推断出随机数也会逐渐增大或者减小。
-
- 生成一定范围内的随机数
我们可以利用取模的方法:
int a = rand() % 10; //产生0~9的随机数,注意10会被整除
如果要规定上下限:
int a = rand() % 51 + 13; //产生13~63的随机数
最后给出产生 13~63 范围内随机数的完整代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(){
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand() % 51 + 13;
printf("%d\n",a);
return 0;
}
- 连续生成随机数
很容易想到的一种解决方案是使用循环,每次循环都重新播种,请看下面的代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
int a, i;
//使用for循环生成10个随机数
for (i = 0; i < 10; i++) {
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand();
printf("%d ", a);
}
return 0;
}
运行结果举例:
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
运行结果非常奇怪,每次循环我们都重新播种了呀,为什么生成的随机数都一样呢?
这是因为,for 循环运行速度非常快,在一秒之内就运行完成了,而 time() 函数得到的时间只能精确到秒,所以每次循环得到的时间都是一样的,这样一来,种子也就是一样的,随机数也就一样了。
解决:
srand((unsigned int )time(NULL));//保证每次执行不一样
for (i = 0; i < 10; i++) {
a = rand();
printf("%d ", a);
}//循环内每次a也不同
二. 指定范围产生随机数,产生0到某个数的随机数
没有现成的函数,但是可以通过取余得到。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define Random(x) (rand() % x) //通过取余取得指定范围的随机数
int main()
{
int i;
int dis=100; //产生[0, dis)之间的随机数,注意不包括dis
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("%d\n", Random(dis));
}
return 0;
}
注意一个问题:以上两个程序每次执行产生的结果是相同的,既是个伪随机数。rand()产生随机数与具体的种子有关,当不特意用srand()获取种子时,种子的默认值为1,因此需要用srand()函数产生不同的种子,同上.
为了产生不同的种子值,通常用时间作为参数值。例如对于一,修改程序如下:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
int i;
srand((int)time(NULL)); //每次执行种子不同,生成不同的随机数
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("%d\n", rand()); //如果执行太快,不到一秒钟,10个随机数是相通的,但是每次执行是不同的
}
return 0;
}
经测试,与上面注释是不同的,在一次程序执行中 的for循环,rand()不一样,加上种子,每一次执行程序后的数 也不一样。意味着在循环外加上 srand((int)time(NULL)),可以得到两个不同,即每一次执行程序不一样,循坏内也不一样,从而做到随机。
作者那么解释,说循环内10个相同,难道是这计算机执行慢?
标签:rand,产生,srand,C++,int,随机数,time,include 来源: https://www.cnblogs.com/htu2021/p/15474016.html