随机数的生成方法（C）

简介

在 C 语言中, rand() 函数可以用来产生随机数，但是这不是真真意义上的随机数，是一个伪随机数，以一个数（种子）为基准，利用递推公式推算出来的一系数。当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数。当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的。为了改变这个种子的值，C 提供了 srand() 函数，它的原形是 void srand( int a)。

C 语言中的随机函数 random，可是 random 函数并不是 ANSI C 标准，所以说，random 函数不能在 gcc,vc 等编译器下编译通过。

rand() 会返回一随机数值，范围在 0 至 RAND_MAX 间。RAND_MAX 定义在 stdlib.h，其值至少为 32767。如果定义的变量类型，int 整形的话就是 32767。 在调用此函数产生随机数前，必须先利用 srand() 设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand() 在调用时会自动设随机数种子为 1。

srand()和rand()函数

两者函数的工作过程如下：

1) 首先给 srand() 提供一个种子，它是一个 unsigned int 类型，其取值范围从 0~65535；

2) 然后调用 rand()，它会根据提供给 srand() 的种子值返回一个随机数 (在 0 到 32767 之间)

3) 根据需要多次调用 rand()，从而不间断地得到新的随机数；

4) 无论什么时候，都可以给 srand() 提供一个新的种子，从而进一步 “随机化”rand() 的输出结果。

例子1：

生成 0~32767 之间的随机数

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
#include <time.h> //使用当前时钟做种子
using namespace std;
void main(void)
{
int i;
srand((unsigned)time(NULL)); // 初始化随机数
for (i = 0; i < 10; i++)
cout << rand() << " ";// 打印出 10 个随机数
cout << endl;
system("pause");
}

结果：



例子2

生成0-1之间的随机数

将例子1中的for循环更改如下：

for (i = 0; i < 10; i++)
cout << rand() / 32767.0 << " ";// 打印出 10 个随机数

结果：



例子3

生成1-100直接的随机数

将例子1中的for循环更改如下：

for(i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n", rand()%100+1);

结果：

生成规定范围内的随机数

由于 rand 产生的随机数从 0到rand_max，而 rand_max 是一个很大的数，从X到Y，有 Y-X＋1 个数，所以要产生从 X 到 Y 的数，可以写：

k=rand()%(Y-X+1)+X;

即可生成任何范围内的随机数了。

生成不重复的随机数

例子4

#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void main(void)
{
int a[100] = { 0 };
int i, m;
cout << "100个随机数的初始值： " << endl;
for (i = 0; i <= 99; ++i)
cout <<" "<< a[i] << " ";
cout << endl;
srand((unsigned)time(NULL));
cout << "100个随机数： " << endl;
for (i = 0; i <= 99; i++)
{
while (a[m = rand() % 100 + 1]);
a[m] = i;
}
for (i = 0; i <= 99; ++i)
cout <<" "<<a[i] << " ";
cout << endl;
system("pause");
}

结果：



例子5

#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
void Swap(int *pm, int *pn) /* 必须用指针进行交换 */
{
int temp;
temp = *pm;
*pm = *pn;
*pn = temp;
}
void main(void)
{
int i, a[100] = { 0 };
srand((unsigned)time(NULL)); /* 定义这个可以产生不同的随机数 */
cout << "100个随机数的初始值： " << endl;
for (i = 0; i <= 99; i++)
{
a[i] = i;
cout <<" " << a[i] << " ";
}
for (i = 99; i >= 0; i--)
{
Swap(&a[i], &a[rand() % i + 1]);     /* 加一是从一到 i 的随机，就不会包含 0*/
/* 不用再定义指针，这样结论是一样的 */
}
cout << endl;
cout << "100个随机数： " << endl;
for (i = 0; i <= 99; i++)
cout <<" "<<a[i] << " ";
cout << endl;
system("pause");
}

结果：