C++随机数生成方法

一、C++中不能使用random()函数

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C++中常用rand()函数生成随机数，但严格意义上来讲生成的只是伪随机数（pseudo-random integral
number）。生成随机数时需要我们指定一个种子，如果在程序内循环，那么下一次生成随机数时调用上一次的结果作为种子。但如果分两次执行程序，那么由
于种子相同，生成的“随机数”也是相同的。

在工程应用时，我们一般将系统当前时间(Unix时间)作为种子，这样生成的随机数更接近于实际意义上的随机数。给一下例程如下：

#include

#include

#include

using namespace std;

int main()

{

    double
random(double,double);

   
srand(unsigned(time(0)));

    for(int icnt
= 0; icnt != 10; ++icnt)

       
cout << "No." << icnt+1 << ": " <<
int(random(0,10))<< endl;

    return
0;

}

double random(double start, double end)

{

    return
start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX + 1.0);

}

利用这种方法能不能得到完全意义上的随机数呢？似乎9有点多哦？却没有1,4,7？！我们来做一个概率实验，生成1000万个随机数，看0-9这10个数出现的频率是不是大致相同的。程序如下：

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

int main()

{

    double
random(double,double);

    int a[10] =
{0};

    const int
Gen_max = 10000000;

   
srand(unsigned(time(0)));

   

    for(int icnt
= 0; icnt != Gen_max; ++icnt)

       
switch(int(random(0,10)))

       
{

       
case 0: a[0]++; break;

       
case 1: a[1]++; break;

       
case 2: a[2]++; break;

       
case 3: a[3]++; break;

       
case 4: a[4]++; break;

       
case 5: a[5]++; break;

       
case 6: a[6]++; break;

       
case 7: a[7]++; break;

       
case 8: a[8]++; break;

       
case 9: a[9]++; break;

       
default: cerr << "Error!" << endl; exit(-1);

       
}

   

    for(int icnt
= 0; icnt != 10; ++icnt)

       
cout << icnt << ": " << setw(6) <<
setiosflags(ios::fixed) << setprecision(2) <<
double(a[icnt])/Gen_max*100 << "%" << endl;

   

    return
0;

}

double random(double start, double end)

{

    return
start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX + 1.0);

}

可知用这种方法得到的随机数是满足统计规律的。

另：在Linux下利用GCC编译程序，即使我执行了1000000次运算，是否将random函数定义了inline函数似乎对程序没有任何影响，有理由相信，GCC已经为我们做了优化。但是冥冥之中我又记得要做inline优化得加O3才行...

不行，于是我们把循环次数改为10亿次，用time命令查看执行时间：
chinsung@gentoo ~/workspace/test/Debug $ time
./test

0: 10.00%

1: 10.00%

2: 10.00%

3: 10.00%

4: 10.00%

5: 10.00%

6: 10.00%

7: 10.00%

8: 10.00%

9: 10.00%

real   
2m7.768s

user   
2m4.405s

sys    
0m0.038s
chinsung@gentoo ~/workspace/test/Debug $ time
./test

0: 10.00%

1: 10.00%

2: 10.00%

3: 10.00%

4: 10.00%

5: 10.00%

6: 10.00%

7: 10.00%

8: 10.00%

9: 10.00%

real   
2m7.269s

user   
2m4.077s

sys    
0m0.025s

前一次为进行inline优化的情形，后一次为没有作inline优化的情形，两次结果相差不大，甚至各项指标后者还要好一些，不知是何缘由...

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random函数不是ANSI C标准，不能在gcc,vc等编译器下编译通过。
可改用C++下的rand函数来实现。    
1、C++标准函数库提供一随机数生成器rand，返回0－RAND_MAX之间均匀分布的伪随机整数。
RAND_MAX必须至少为32767。rand()函数不接受参数，默认以1为种子（即起始值）。
随机数生成器总是以相同的种子开始，所以形成的伪随机数列也相同，失去了随机意义。（但这样便于程序调试）

     
2、C++中另一函数srand（），可以指定不同的数（无符号整数变元）为种子。但是如果种子相同，伪随机数列也相同。一个办法是让用户输入种子，但是仍然不理想。

    
3、 比较理想的是用变化的数，比如时间来作为随机数生成器的种子。
time的值每时每刻都不同。所以种子不同，所以，产生的随机数也不同。

// C++随机函数（VC program）

#include

#include

#include

using namespace std;

#define MAX 100

int main(int argc, char* argv[])

{       
srand( (unsigned)time( NULL )
);//srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子.应该放在for等循环语句前面 不然要很长时间等待

　　 for (int i=0;i<10;i++)

　　 cout<<rand()%MAX<<endl;//MAX为最大值，其随机域为0~MAX-1

　　 return 0;

}

二、rand()的用法

    
rand()不需要参数，它会返回一个从0到最大随机数的任意整数，最大随机数的大小通常是固定的一个大整数。
这样，如果你要产生0~10的10个整数，可以表达为：

　　int N = rand() % 11;

    
这样，N的值就是一个0~10的随机数，如果要产生1~10，则是这样：

　　int N = 1 + rand() % 10;

　　总结来说，可以表示为：

　　a + rand() % n

    
其中的a是起始值，n是整数的范围。 　　a + rand() % (b-a+1)
就表示　ａ～ｂ之间的一个随机数若要0~1的小数，则可以先取得0~10的整数，然后均除以10即可得到随机到十分位的10个随机小数，若要得到随机到百
分位的随机小数，则需要先得到0~100的10个整数，然后均除以100，其它情况依此类推。

    
通常rand()产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的，这是有意这样设计的，是为了便于程序的调试。若要产生每次不同的随机数，可以使用srand(
seed )函数进行随机化，随着seed的不同，就能够产生不同的随机数。

    
如大家所说，还可以包含time.h头文件，然后使用srand(time(0))来使用当前时间使随机数发生器随机化，这样就可以保证每两次运行时可以得到不同的随机数序列(只要两次运行的间隔超过1秒)。