C++中用rand()生成大随机数

最新推荐文章于 2025-11-16 11:32:50 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-16 11:32:50 发布 · 1.4w 阅读

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#C++ #rand()

需求：

前几天写程序时有一个需求是随机生成1000000个[0,1000000)之间的随机整数，当然首选是rand()和srand()。但是后来我查看生成的数据时发现，有很多数据都是3万多，但是没有4万以上的数据，这不符合常理。然后试验了几次后发现还是一样的情况，然后我就百度了一下，结果发现rand()生成的最大整数是32767，也就是说，我们使用rand()生成随机数的范围只能是[0，32767)，这显然不符合要求。下面是解决方法：

法一：

我在网上找了一下方法，发现了一种比较靠谱的方法，于是就试了试。语句是这样的：

(int) ((double）rand() / RAND_MAX) * 1000000;

RAND_MAX是C标准库中的一个宏，是<stdlib.h>中伪随机数生成函数rand()所能返回的最大数值，值为32767。上面语句的主要思路是，生成一个[0,1]范围内的double型随机数，然后乘以你需要的范围的最大值，比如我的话就乘1000000，之后取整一下得到的就是[0，1000000)。思路我觉得很正确，然后我就用这个方法生成了1000000个随机数，然后生成结果见下图：

图中每一行是随机生成的两个数，相当于我一次生成了1000000对数据，不过这不重要，每行的第一个数据是有序的（当然在这里为了能看清数据的规律，所以删掉了一部分数据），我们可以看出，第一列的数据是以30或31交替递增的。这是因为随机数出的整数相差1的话，1 / RAND_MAX = 0.000030518…，然后再乘以1000000后，差值为30.518，取整之后，差值由于累加的缘故，所以可能是30，也可能是31。
所以在这里，虽然理论上这种方法是可行的，但是实际上它并不能以均等的概率取到随机的整数。所以这里我想到了第二种方法，虽然看起来可能有一些繁琐，但是事实证明，是好用的，可以得到预期的结果。

法二：

这个方法的主要思路是根据生成随机数的范围，确定随机数的最大位数，比如我这里生成的是[0,1000000)内的整数，这里的整数就是0-999999，随机整数最大位数为6位。这里我们将每一个位数看做是一个随机数，事实上每一位就是一个随机数，说到这里大家可能就懂了，就是分别产生每一位对应的随机数，然后通过流拼接到一起，构成我们需要的随机数。下面附上代码（以生成[0，1000000)之间的随机数为例）：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <ctime>;
#include <string>
#include <sstream>

using namespace std;

int main(){
	int u;
	int * u_arr;
	string u_str;
	u_arr = new int[6];
	srand((unsigned int)(time(NULL)));
	for(int i = 0; i <10; i++){
		stringstream ss;
		u_arr[0] = rand() % 10;
		u_arr[1] = rand() % 10;
		u_arr[2] = rand() % 10;
		u_arr[3] = rand() % 10;
		u_arr[4] = rand() % 10;
		u_arr[5] = rand() % 10;
		ss << u_arr[0] << u_arr[1] << u_arr[2] << u_arr[3] << u_arr[4] <<u_arr[5];
		ss >> u_str;
		u = atoi(u_str.c_str());
		cout << u << endl;
	}
	return 0;
}

运行结果如下图所示：

而且通过结果我们可以看出，当高位为0时是不会显示的，和正常的int型数据一样。

法三：

第二种方法可以用，但是我始终觉得太麻烦了，需要多次赋值，还需要将数据在不同类型之间相互转换。后来一个同学给了我一个更简单的思路。先上代码：

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <stdlib.h>
#include <cmath>

using namespace std;

void main(){
	int num;
	int totalNum;
	srand((unsigned int)(time(NULL)));
	for(int i = 0; i < 10; i++){
		totalNum = 0;
		for(int j = 0; j < 6; j++){
			num = rand() % 10;
			totalNum += num * pow(10, j);
		}
		cout << totalNum << endl;
	}
}

运行结果如下图所示：

这个方法和第二种方法的思路是类似的，只是第二种方法是通过流将生成的每个数拼接成一个完成的随机数，而这个方法是通过对生成的每个数乘10、100、…、100000来得到最终随机数上每一位上的值，然后想加后即可得到我们需要的随机数。个人觉得这个方法更好，看代码量就能看出来，而且第二种方法使用stringstream时，它不会自动释放内存，需要使用ss.str("")来主动释放内存，所以一不小心就会造成内存错误。
这是我第一次写博客，希望我的一些经验可以帮助到大家。如果大家觉得我说的有问题，也欢迎指正！