vs2019,rand()函数

本文深入探讨了rand()函数的内部实现原理,通过分析其汇编代码,揭示了伪随机数生成的具体过程,包括使用特定常数进行乘法和加法运算,以及如何通过位移和按位与操作来生成最终的随机数。此外,还解释了srand()函数的作用,即初始化随机数生成器的种子,确保每次程序运行时产生不同的随机数序列。

只使用的rand(),没有调用srand()

进入rand()的汇编代码

call 79F0FEA0 ;
调用一个函数,返回一个地址,保存在eax中

mov dword ptr [ebp-4],eax
;将eax的值保存在 栈 ebp - 4 的地方

mov eax,dword ptr [ebp-4]
;这是废话吧

imul ecx,dword ptr [eax+14h],343FDh
;eax + 0x14 这里查看内存,值为1,为什么需要偏移,而不是直接把准确地址传过来, ecx = 0
; ecx = ecx + 1 * 214013

add ecx,269EC3h
; ecx = 214013 + 2531011

mov dword ptr [ebp-8],ecx
;保存ecx 在ebp-8

mov edx,dword ptr [ebp-4]
;edx = 原来eax保存的地址

mov eax,dword ptr [ebp-8]
;eax = ecx

mov dword ptr [edx+14h],eax
;替换原来的值(也就是种子数)

mov eax,dword ptr [ebp-8]
;eax没变 为什么需要重新赋值

shr eax,10h
;eax = eax >> 16

and eax,7FFFh
;eax = eax & 0x7fff

总结:rand()的返回值

start = (start *214013 + 2531011)
ret = (start >> 16) & 0x7FFF

0≤ret≤0 \leq ret \leq0ret 0x7FFF
伪随机
调用srand()的原因是 改变 start(start 默认为1), 使得每次启动返回值不同

214013 = 12589 * 17
2531011 = 21269 * 17* 7
这些数字 有什么特殊的吗

<think>好的,我现在需要回答用户关于VS2017中rand函数的使用方法和示例的问题。首先,我要回忆一下关于rand函数的基本知识,以及它在C语言中的应用。rand函数用于生成伪随机数,通常需要配合srand函数设置种子,以确保每次运行生成的随机数序列不同。 接下来,我需要查看用户提供的引用内容,特别是引用[2]和引用[3],因为它们提到了rand和srand的使用。引用[2]详细说明了rand和srand的功能,并给出了一个猜数字游戏的示例代码,这可以作为示例参考。引用[3]则强调了使用srand设置种子的重要性,建议用time(0)或getpid()作为种子。 用户的问题主要集中在VS2017环境下,所以我需要确保提供的代码示例在VS2017中能够正确运行。需要注意的是,VS2017可能对某些函数有安全性警告,比如scanf,所以可能需要使用#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS来禁用这些警告,或者使用更安全的函数版本,但根据引用[2]中的代码,用户已经处理了这个问题。 另外,用户可能需要了解如何正确初始化和使用rand函数,包括如何生成特定范围的随机数,比如0到99之间的数,可以通过取模运算实现,如rand() % 100。同时,需要强调在程序开始时调用srand来初始化种子,通常使用当前时间作为参数,如srand((unsigned)time(NULL)),这样可以确保每次运行生成的随机数不同。 还要注意,用户可能遇到的常见问题,比如忘记调用srand导致每次生成的随机数序列相同,或者如何处理随机数的范围。此外,引用[4]提到了一些库文件的配置,但这个问题可能不涉及库配置,所以暂时不需要考虑这部分内容。 最后,需要提供一个结构清晰的回答,分步骤说明使用方法,并给出示例代码,确保代码语法正确,特别是LaTeX格式的数学表达式要符合要求。同时,生成的相关问题要围绕rand函数的使用、常见问题及解决方案展开。</think>在Visual Studio 2017中使用`rand()`函数时,需注意其伪随机数特性及初始化方法。以下是具体使用说明: ### 一、基础使用方法 1. **头文件引入** ```c #include <stdlib.h> // 包含rand()和srand() #include <time.h> // 提供time()函数 ``` 2. **初始化种子** 在程序入口调用`srand((unsigned)time(NULL))`,利用时间戳作为随机数种子[^2][^3]: ```c srand((unsigned)time(NULL)); // 例如在main()函数中初始化 ``` 3. **生成随机数** ```c int random_num = rand(); // 生成[0, RAND_MAX]之间的整数 ``` ### 二、生成特定范围的随机数 - **公式**:$[a,b]$范围的随机数生成公式为 $$ \text{rand()} \% (b - a + 1) + a $$ - **示例**: ```c int dice = rand() % 6 + 1; // 生成1~6的随机整数(骰子) int percentage = rand() % 101; // 生成0~100的百分比值 ``` ### 三、完整代码示例 ```c #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // 禁用VS安全警告 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main() { srand((unsigned)time(NULL)); // 初始化种子 // 生成10个0-99的随机数 for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", rand() % 100); } return 0; } ``` ### 四、注意事项 1. **未初始化种子的后果** 若未调用`srand()`,默认种子为1,每次程序运行将产生相同随机序列[^2] 2. **线程安全问题** `rand()`是非线程安全函数,多线程环境下需使用锁机制或线程局部存储 3. **精度扩展技巧** 生成更大范围随机数时可组合多次调用: ```c long big_random = (rand() << 15) | rand(); // 生成30位随机数 ```
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