C语言随机数深度解析：从源码到实战！揭秘rand()的隐藏陷阱

1 为什么你的随机数“不随机”？

今天，我们通过一个简单的rand()小程序，带你看透C语言随机数生成的底层逻辑！你是否遇到过这样的问题：

• 随机数总在固定范围内重复？

• 程序运行多次结果完全一样？

• 为什么rand() % 100可能“不公平”？

别急，本文将用代码+

源码分析，带你彻底解决这些问题！

2 实战


 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int a = rand() % 100;
    printf("%d\n", a);
    int cnt = 0;
    while (a != 12) {
        a = rand() % 100;
        printf("试了%d次了，X现在是：%d\n", cnt, a);
        cnt++;
    }
    printf("RAND_MAX = %d\n", RAND_MAX);
    return 0;
}

3 代码问题：为什么程序可能“卡死”或结果重复？

问题1：随机数“不随机”

关键点：rand()的随机性依赖于种子（seed）。

代码问题：未调用srand()初始化种子
→ 导致每次运行程序时，rand()生成的序列完全相同！

问题2：rand() % 100的“不公平性”

数学陷阱：若RAND_MAX + 1不能被100整除（如32768 % 100 ≠ 0），则余数分布不均匀！
→ 例如：32768/100 = 327余68，前68个数的概率更高！

4 源码分析

 1 rand()的底层实现：线性同余生成器（LCG）

• 公式：next = (a * current + c) % m
  • a：乘数（如1103515245）
  • c：增量（如12345）
  • m：模数（如2^31）
• 问题：LCG是伪随机数生成器（PRNG），种子相同则序列相同！

2 srand()的作用：播种随机性

• 函数原型：void srand(unsigned int seed);
• 解决方案：用当前时间作为种子，确保每次运行结果不同！

  srand(time(NULL)); // 需包含<time.h>

5改进后代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>  // 新增头文件

int main() {
    srand(time(NULL)); // 初始化种子！
    int a = rand() % 100;
    printf("%d\n", a);
    int cnt = 0;
    while (a != 12) {
        a = rand() % 100;
        printf("试了%d次了，X现在是：%d\n", cnt, a);
        cnt++;
    }
    printf("RAND_MAX = %d\n", RAND_MAX);
    return 0;
}