用rand()和srand()产生伪随机数的方法总结

标准库 <cstdlib> （被包含于 <iostream> 中）提供两个帮助生成伪随机数的函数：

 

函数一： int rand(void) ；

从 srand (seed) 中指定的 seed 开始，返回一个 [seed, RAND_MAX （ 0x7fff ） ) 间的随机整数。

 

函数二： void srand(unsigned seed) ；

参数 seed 是 rand() 的种子，用来初始化 rand() 的起始值。

 

可以认为 rand() 在每次被调用的时候，它会查看：

1 ） 如果用户在此之前调用过 srand(seed) ，给 seed 指定了一个值，那么它会自动调用

srand(seed) 一次来初始化它的起始值。

2 ） 如果用户在此之前没有调用过 srand(seed) ，它会自动调用 srand(1) 一次。

 

根据上面的第一点我们可以得出：

1 ） 如果希望 rand （）在每次程序运行时产生的值都不一样，必须给 srand(seed) 中的 seed 一个变值，这个变值必须在每次程序运行时都不一样（比如到目前为止流逝的时间）。

2 ） 否则，如果给 seed 指定的是一个定值，那么每次程序运行时 rand （）产生的值都会一样，虽然这个值会是 [seed, RAND_MAX （ 0x7fff ） ) 之间的一个随机取得的值。

3 ） 如果在调用 rand() 之前没有调用过 srand(seed) ，效果将和调用了 srand(1) 再调用 rand() 一样（ 1 也是一个定值）。

 

举几个例子，假设我们要取得 0 ～ 6 之间的随机整数（不含 6 本身）：

 

例一，不指定 seed ：

for(int i=0;i<10;i++){

ran_num=rand() % 6;

cout<<ran_num<<" ";

}

每次运行都将输出： 5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

 

例二，指定 seed 为定值 1 ：

srand(1);

for(int i=0;i<10;i++){

ran_num=rand() % 6;

cout<<ran_num<<" ";

}

每次运行都将输出： 5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

跟例子一的结果完全一样。

 

例三，指定 seed 为定值 6 ：

srand(6);

for(int i=0;i<10;i++){

ran_num=rand() % 6;

cout<<ran_num<<" ";

}

每次运行都将输出： 4 1 5 1 4 3 4 4 2 2

随机值也是在 [0,6 ）之间，随得的值跟 srand(1) 不同，但是每次运行的结果都相同。

 

例四，指定 seed 为当前系统流逝了的时间（单位为秒）： time_t time(0) ：

#include <ctime>

//…

srand((unsigned)time(0));

for(int i=0;i<10;i++){

ran_num=rand() % 6;

cout<<ran_num<<" ";

}

第一次运行时输出： 0 1 5 4 5 0 2 3 4 2

第二次： 3 2 3 0 3 5 5 2 2 3

总之，每次运行结果将不一样，因为每次启动程序的时刻都不同（间隔须大于 1 秒？见下）。

 

关于 time_t time(0) ：

 

time_t 被定义为长整型，它返回从 1970 年 1 月 1 日 零时零分零秒到目前为止所经过的时间，单位为秒。比如假设输出：

cout<<time(0);

值约为 1169174701 ，约等于 37 （年）乘 365 （天）乘 24 （小时）乘 3600 （秒）（月日没算）。

 

另外，关于 ran_num = rand() % 6 ，

 

将 rand() 的返回值与 6 求模是必须的，这样才能确保目的随机数落在 [0,6) 之间，否则 rand() 的返回值本身可能是很巨大的。

一个通用的公式是：

要取得 [a,b) 之间的随机整数，使用（ rand() % (b-a) ） + a （结果值将含 a 不含 b ）。

在 a 为 0 的情况下，简写为 rand() % b 。

 

最后，关于伪随机浮点数：

 

用 rand() / double(RAND_MAX) 可以取得 0 ～ 1 之间的浮点数（注意，不同于整型时候的公式，是除以，不是求模），举例：

double ran_numf=0.0;

srand((unsigned)time(0));

for(int i=0;i<10;i++){

ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);

cout<<ran_numf<<" ";

}

运行结果为： 0.716636 ， 0.457725 ，…等 10 个 0 ～ 1 之间的浮点数，每次结果都不同。

 

如果想取更大范围的随机浮点数，比如 1 ～ 10 ，可以将

rand() /(double)(RAND_MAX) 改为 rand() /(double)(RAND_MAX/10)

运行结果为： 7.19362 ， 6.45775 ，…等 10 个 1 ～ 10 之间的浮点数，每次结果都不同。

至于 100 ， 1000 的情况，如此类推。