产生随机数-C++

产生随机数-C++

一、 随机

某些情况下，程序依赖随机，俄罗斯方块就是一个典型的例子。为了让俄罗斯方块游戏更有意思，程序需要随机选择每一次方块的形状和朝向。
要生成随机数，计算机需要一个种子（一个数值），利用数学变换转换成另一个值。如果每次采用不同的种子，程序便会产生不同的数值序列。这里的数学变换需满足：让所有数字的生成概率相等但不会有明显的计算模型（例如，不会只是每次对数字加1）。

二、获取随机数

综上，获得随机数分两步：设置随机的种子，种子通过特定的数学变换产生随机数。

1.设置随机的种子

我们使用cstdlib库的srand函数：void srand (int seed);
典型的方法是：把ctime库的time函数返回的数值（从1970年1月1日到现在的秒数）作为srand的参数。srand (time (NULL));
在程序开头处需要调用一次srand。

2.用种子产生随机数:

我们使用内置的rand函数充当这个数学变换：参照函数原型：int rand();
rand函数没有参数，仅有一个返回值。

// rand.cpp
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>

using namespace std;

int main()
{
    srand(time(NULL));
    cout<<rand()<<'\n';
}

三、获取指定范围的随机数

我们利用模数运算符（%）返回除法余数：例如，被4整除的余数的范围是0-3。同时注意：如果我们希望得到的数值范围是0-10，则被除数需要对11取余，这里的11是范围内数的数量（10-0+1），不是两个值之间的差值（10-0）。
由此，我们先获取rand函数返回的随机数，对所需范围内的数的数量取余，即得到所需范围的长度，然后加上最小值。

// modulus.cpp
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>

using namespace std;

int randRange(int low, int high)
{
    return rand() % (high - low + 1) + low;
}

int main()
{
    srand(time(NULL));
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout<<randRange(1, 10)<<'\n';
    }
}

参考书籍：C++程序设计现代方法-【美】F.Alexander Allain 著 赵守彬 陈圆军 马兴旺 译