c语言各类随机函数,怎样让c语言中的随机函数真正随机?

最新推荐文章于 2025-04-14 22:26:17 发布

少年梁大锤

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文章标签： c语言各类随机函数

本文探讨了C语言中rand()函数的使用，解释了伪随机数的原理，并介绍了如何通过srand()函数引入随机种子以生成真随机数。通过实例演示如何利用时间和 srand()生成不同序列的随机数，同时讲解了如何通过取余运算实现指定范围的随机数生成。

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在C语言函数库中包含了一个产生随机数的函数：

int rand( void );

在函数库中对这个函数的说明是：

The rand function returns a pseudorandom integer in the range

0 to RAND_MAX. Use the srand function to seed the pseudorandom

-number generator before calling rand.

而在C语言函数库中是这样定义RAND_MAX的：

/* Maximum value returned by "rand" function

#define RAND_MAX 0x7FFF

所以，函数int rand( void );返回的是一个界于0～32767(0x7FFF)之

间的伪随机数，包括0和32767。注意，这里产生的是伪随机数，不是真正意

义上的随机数，看下面的程序：

#include "stdlib.h"

#include "stdio.h"

void main( void )

{

/* Display a number. */

printf( " %6d\n", rand() );

getchar();

}

程序运行的结果是：

346

多次运行这个程序，发现每次产生的结果都是346(不同的机器可能产生

的结果不一样)，这就是所谓的伪随机数。伪随机数是通过一个公式来运算

出来的，所以，每次产生的伪随机数都一样。那么，如何才能产生真正意义

上的随机数呢？这就有一个随机种子的问题。在C语言标准函数库中，有这

么一个函数：

void srand( unsigned int seed );

在《The c programming language》中对这个函数是这样描述的：

srand uses seed(函数变量声明中的seed) as the seed(随机函数中种子

的意思) for a new sequence of pseudo-random numbers. The

initial seed is 1.

所以，要产生真正意义上的随机数，那么就要求每次提供的种子不一样，一

般情况下，都设置时间为随机函数的种子。看下面的一段程序：

/* RAND.C: This program seeds the random-number generator

* with the time, then displays 10 random integers.

#include "stdlib.h"

#include "stdio.h"

#include "time.h"

void main( void )

{

int i;

/* Seed the random-number generator with current time so that

the numbers will be different every time we run.

将当前时间设置成随机函数的种子，所以每次产生的数都不一样

srand( (unsigned)time( NULL ) );

/* Display 10 numbers. */

for( i = 0; i

printf( “ %6d\n”, rand() );

}

Output

6929

8026

21987

30734

20587

6699

22034

25051

7988

10104

每次运行这个程序，产生的随机数都不一样，这样就达到了随机数的要求了

。

注意，rand这个函数产生的随机数的范围是0～32767，如果要产生100以内

的随机数怎么办呢？在标准C语言库中并没有定义产生给定范围的随机数的

函数。其实，要产生给定范围的随机数，只要做一个取余(%)运算就可以了

。下面是一个产生10以内随机数的函数：

#include "stdlib.h"

#include "stdio.h"

#include "time.h"

int rand2( void );

void main( void )

{

int i;

/* Seed the random-number generator with current time so that

· the numbers will be different every time we run.

srand( (unsigned)time( NULL ) );

/* Display 10 numbers：0～9 */

for( i = 0; i

printf( " %6d\n", rand2() );

getchar();

}

int rand2( void )

{

return rand() % 10 ;

}

运行结果：

在这个程序中，我自己写了一个函数rand2()，来产生10以内的随机数，其

实，打开标准库中的头文件 Stdlib.h 就会发现有这样的一条语句：

#define random(num) (rand() % (num))

上面的这行代码是为了方便产生给定范围的随机数的，思路也是采用取余的

方法，所以上面的程序也可以改成：

#include "stdlib.h"

#include "stdio.h"