随机数如何生成

本文介绍了C语言中使用rand()函数生成随机数的基本原理,指出种子问题导致的随机数不随机现象,并提出通过srand()重新播种以及利用time()函数和取模操作生成一定范围内的随机数方法。

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C语言随机数生成,使用rand和srand函数

       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:b91f5cc0ea554e7fafadadba00e7ec66.jpg

        void 表示不需要传递参数。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(2^15)。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。

举个例子:989c6a27a632416a91e68e755ac8b040.jpg

 

       多次运行上面的代码,你会发现每次产生的随机数都一样,这是怎么回事呢?为什么随机数并不随机呢?

       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

       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:510439e0d2d2433fb4912bae78754ddf.jpg

       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:

7313f8baa9da480dbaab898316722c73.jpg

举个例子:ced7e8ad6b784bcda723e41dc21a0595.jpg

 a75952c7df424e32ba71c7ee7578e80a.jpg

        但我们发现它所生成的数值依旧相同,这是为什么?

        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。
        那么,该如何解决呢?难道就没有办法连续生成随机数了吗?

       把srand()放在循环外,就能产生不同的不同的序列:

fe2bd49a604b42b3b2669dd257797d02.jpg

f89c71daeca14853b2567edc7a8c256b.jpg

生成一定范围内的随机数

可以利用取模的方法:

2e8bdfcee4304c088de2a6ebbc3ffa55.jpg

d6c9bd891d8b4901bd99570e57b28a08.jpg     析:取模即取余, rand()%51+13 我们可以看成两部分: rand()%51 是产生 0~50 的随机数,后面 +13 保证a 最小只能是 13,最大就是 50+13=63。

 

 

 

 

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