文章目錄

• 初級實現(xiàn)——rand()
• 發(fā)現(xiàn)問題——種子
• 升級代碼——重新播種
• 發(fā)現(xiàn)問題——趨勢問題
• 升級代碼——限定范圍
• 參考文獻

初級實現(xiàn)——rand()

在C語言中，我們一般使用 <stdlib.h> 頭文件中的 rand() 函數(shù) 來生成隨機數(shù)，它的用法為：

int rand (void);

void 表示不需要傳遞參數(shù)。

rand() 會隨機生成一個位于 0 ~ RAND_MAX 之間的整數(shù)。

RAND_MAX 是 <stdlib.h> 頭文件中的一個宏，它用來指明 rand() 所能返回的隨機數(shù)的最大值。

C語言標準并沒有規(guī)定 RAND_MAX 的具體數(shù)值，只是規(guī)定它的值至少為 32767。在實際編程中，我們也不需要知道 RAND_MAX 的具體值，把它當做一個很大的數(shù)來對待即可。

下面是一個隨機數(shù)生成的實例：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(){int a = rand();printf("%d\n",a);return 0; }

運行結(jié)果：

發(fā)現(xiàn)問題——種子

多運行幾次上面的代碼，我們會發(fā)現(xiàn)結(jié)果都一樣，顯然這不是我們想要的隨機。

實際上，rand() 函數(shù)產(chǎn)生的隨機數(shù)是偽隨機數(shù)，是根據(jù)一個數(shù)值按照某個公式推算出來的，這個數(shù)值我們稱之為“種子”。

種子和隨機數(shù)之間的關(guān)系是一種正態(tài)分布，如下圖所示：

種子在每次啟動計算機時是隨機的，但是一旦計算機啟動以后它就不再變化了；也就是說，每次啟動計算機以后，種子就是定值了，所以根據(jù)公式推算出來的結(jié)果（也就是生成的隨機數(shù)）就是固定的。

升級代碼——重新播種

我們可以通過 srand() 函數(shù)來重新“播種”，這樣種子就會發(fā)生改變。

srand()的用法為：

void srand (unsigned int seed);

它需要一個 unsigned int 類型的參數(shù)。

在實際開發(fā)中，我們可以用時間作為參數(shù)，只要每次播種的時間不同，那么生成的種子就不同，最終的隨機數(shù)也就不同。

使用 <time.h> 頭文件中的 time() 函數(shù)即可得到當前的時間（精確到秒），就像下面這樣：

srand((unsigned)time(NULL));

對上面的代碼進行修改，生成隨機數(shù)之前先進行播種：

#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; }

運行結(jié)果：



我們可以看到每次生成的隨機數(shù)都不一樣，這正是我們要的隨機。

發(fā)現(xiàn)問題——趨勢問題

但是，這些隨機數(shù)會有逐漸增大或者逐漸減小的趨勢，這是因為我們以時間為種子，時間是逐漸增大的，結(jié)合上面的正態(tài)分布圖，很容易推斷出隨機數(shù)也會逐漸增大或者減小。

升級代碼——限定范圍

在實際開發(fā)中，我們往往需要一定范圍內(nèi)的隨機數(shù)，過大或者過小都不符合要求，我們可以利用取模的方法：

int a = rand() % 10; //產(chǎn)生0~9的隨機數(shù)，注意10會被整除

如果要規(guī)定上下限：

int a = rand() % 51 + 13; //產(chǎn)生13~63的隨機數(shù)

完整代碼展示：

#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; }

運行結(jié)果：



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參考文獻

C語言隨機數(shù)生成教程，C語言rand和srand用法詳解;

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C语言-随机数的生成的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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