c语言随机数

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。

以上不是伪随机浮点数最好的实现方法,不过可以将就着用用…

<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何在C语言中使用rand函数生成随机数,并且给出示例代码。首先,我得回忆一下C语言中生成随机数的相关知识。记得rand()函数是用来生成伪随机数的,但每次程序运行时生成的序列都是一样的,除非设置不同的种子。这时候应该用srand()来初始化种子,通常用当前时间作为种子,这样每次运行结果不同。 接下来,用户明确提到要使用rand函数和示例代码,所以需要确保回答中包含这些内容。根据用户提供的引用,特别是引用[3]中的例子,他们使用了srand((unsigned int)time(NULL))来设置种子,然后用rand() % 10生成0到9的随机数。我需要把这个过程解释清楚,分步骤说明。 然后,用户可能需要知道基本的步骤:包含头文件、设置种子、调用rand。需要把这些步骤逐一列出,每个步骤的作用是什么。比如,stdlib.h是必须的,time.h是为了使用time函数获取当前时间作为种子。 另外,用户可能对如何生成特定范围的随机数有疑问,比如生成0到99或者1到100的数。这时候需要给出通用的公式,比如rand() % n得到0到n-1,或者加上偏移量调整范围。 还要注意示例代码的正确性,确保代码能够编译运行。比如在引用[3]的例子中,srand的参数需要转换成unsigned int,而time返回的是time_t类型,所以需要强制类型转换。 可能用户会遇到的常见问题是没有调用srand导致每次生成的随机数序列相同,或者没有包含必要的头文件导致编译错误。这些点应该在注意事项中提到,提醒用户避免这些问题。 最后,生成相关问题的时候,要围绕用户可能进一步想了解的内容,比如为什么使用time(NULL)作为种子,如何生成更安全的随机数,或者其他函数如rand_r的区别。这些问题可以帮助用户深入理解相关知识。 检查是否所有数学表达式都用了$...$格式,比如范围的计算公式。独立公式是否需要,这里可能不需要,所以主要检查行内表达式是否正确。例如,生成a到b的随机数可以用$(a + rand() \% (b - a + 1))$这样的格式,确保用$包围。 还需要确保回答结构清晰,分步骤说明,代码示例正确,并且引用的部分正确标注。比如引用[3]中的示例代码,应该在解释srand的时候提到,并在末尾添加引用标识。 总结一下,回答的结构应该是: 1. 简要介绍rand和srand的作用 2. 分步骤说明生成随机数的过程 3. 示例代码及解释 4. 生成特定范围的方法 5. 注意事项 6. 相关问题 需要确保每个部分都准确无误,并且符合用户提供的引用内容,特别是引用[3]中的示例。同时,语言要使用中文,避免使用Markdown格式,保持自然的口语化表达,但不需要使用正式的回答格式。</think>在C语言中使用`rand()`函数生成随机数需要以下步骤: ### 一、生成随机数的基本方法 1. **包含头文件** 需添加`#include <stdlib.h>`(用于`rand()`和`srand()`)和`#include <time.h>`(用于时间种子)[^3]。 2. **设置随机数种子** 通过`srand((unsigned int)time(NULL))`将当前时间设为种子,确保每次运行生成不同的随机序列。 3. **调用`rand()`生成随机数** `rand()`返回范围在$[0, RAND\_MAX]$的整数(通常$RAND\_MAX = 32767$)。 ### 二、示例代码 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main() { // 设置随机数种子 srand((unsigned int)time(NULL)); // 生成0到99的随机数 int num1 = rand() % 100; // 生成1到100的随机数 int num2 = rand() % 100 + 1; printf("随机数1: %d\n", num1); printf("随机数2: %d\n", num2); return 0; } ``` ### 三、生成特定范围的随机数 - **公式**:生成$[a, b]$范围内的随机数: $$a + rand() \% (b - a + 1)$$ 例如生成$[5, 15]$的随机数: ```c int num = 5 + rand() % 11; // 11 = 15 - 5 + 1 ``` ### 四、注意事项 1. **不设置种子的后果** 若未调用`srand()`,每次程序运行生成的随机序列相同[^2]。 2. **种子只需设置一次** 多次调用`srand()`可能导致随机性降低。
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