随机数函数

来源：互联网发布：找北极星的软件编辑：程序博客网时间：2024/05/17 00:50

一：rand

函数：

rand

种类：

库函数、数学函数

用法：

格式：#include<stdlib.h>

int rand(void);

参数：rand()函数不接受参数，默认以1为种子（即起始值）

返回值：

伪随机整数

描述：

rand是一预定在头文件stdlib.h中的库函数，用于生成伪随机整数，所生成的伪随机整数的值介于零与RAND_MAX之间。RAND_MAX最小为37267。

范例：

Code:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int i,j;
for(i=0;i<10;i++)
{
j=rand();
printf("%d ",j);
}
return 0;

在笔者的机器里面，运行多次的结果，都为：

41 18467 6334 26500 19169 15724 11478 29358 26962 24464

注意事项：

随机数生成器总是以相同的种子开始，所以形成的伪随机数列也相同，失去了随机意义。（但这样便于程序调试）

二： srand

函数： srand

种类：

库函数，数学函数

用法：

格式：#include<stdlib.h>

void srand(unsingnde int seed);

参数：seed——所要撒的“种子”值。

返回值：无

描述：

srand是一预定义在头文件stdlib.h中的库函数，用于为顺次调用rand函数所产生的伪随机数序列作初始化（撒下种子）。参数seed必须是个整数，通常可以利用time(0)的返回值来当做seed。（time函数稍后再讲。）

注：如果在调用rand函数之前未先调用srand函数，那么就相当于先调用函数srand(1)。

范例：
Code:
1. #include <stdio.h>
2. #include<stdlib.h>
3. int main()
4. {
5. int i,j;
6. srand(1);
7. for(i=0;i<10;i++)
8. {
9. j=rand();
10. printf("%d ",j);
11. }
12. return 0;
13. }
在笔者的机器里面，运行的结果，和上面的范例是一样的，都为：

41 18467 6334 26500 19169 15724 11478 29358 26962 24464

（这是因为撒下的种子为“1”，和rand的默认种子一样）

注意事项：

如果用同样的变元（种子）值调用了srand函数，那么在其后多次对rand函数调用所产生的伪随机整数的序列是相同的。

产生不同的伪随机数。

如果种子相同，伪随机数列也相同。那么这样又要怎么产生伪随机数呢？一个办法是让用户输入种子，但是仍然不理想。另一个是用变化的数，比如时间来作为随机数生成器的种子。time的值每时每刻都不同。所以种子不同，所以，产生的随机数也不同。

范例：
Code:
1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
4. int main(void)
5. {
6. int i=0;
7. srand(time(0));
8. for(i=0; i<10; i++)
9. {
10. printf("%d ",rand());
11. }
12. return 0;
13. }
在笔者的机器里面，2次产生的结果为：

6442 3736 26247 23042 25067 26259 31013 16062 6454 24181

6625 15823 10833 27100 12859 16780 8702 15975 13599 7569

大家看到了，这个时候，产生的伪随机数就不相同了。

注意事项：

使用srand(time(0))来使用当前时间使随机数发生器随机化，这样就可以保证每两次运行时可以得到不同的随机数序列(只要两次运行的间隔超过1秒)。

rand函数使用的一些技巧：

由于rand产生的随机数从0到RAND_MAX，那么如何产生一个在自己控制范围之类的数呢？

对上面的代码进行下修改：
Code:
1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
4. int main(void)
5. {
6. int i=0;
7. int MAX=100;
8. srand(time(0));
9. for(i=0; i<10; i++)
10. {
11. printf("%d ",rand()%MAX);
12. }
13. return 0;
14. }
查看产生的值，8，1，84，73，55，63，51，28，3，98

这个时候，产生的值都在100以内了。

总结一下：

a + rand() % n
其中的a是起始值，n是整数的范围。

a + rand() % (b-a+1)

就表示　ａ～ｂ之间的一个随机数

最后，说明下rand函数的原理

先前，一直强调rand产生的是一个伪随机数，为什么这么说呢？

rand是一个函数，函数顾名思义就是有输入、有输出，可是对于一个用if、for、while这些语句写出来算法来讲，如果输入是确定的，那么输出也就是确定的，这样的rand函数就无法生成随机数了，因为每次输出都是确定的。那么怎么能够实现输出不确定呢？计算机里变量等等值值都是一个固定的值，而只有系统时钟是不断变化的，因此srand的函数就是用来取当前系统时钟的值。然后保证每次调用rand产生的随机数序列是“不确定”的。因为这个“不确定”也是假的“不确定”，因为其实当前系统时钟的值也是一个可以算出来的值，所以我只要熟悉rand函数的内部实现，我就能猜出来每次调用rand函数产生的随机数是多少，这正是“伪随机”的意思。

在计算机中完全依靠软件算法是无法产生真正的随机数的，因为还是那句话，对于一个算法来讲“输入是确定的，那么输出也就是确定的”，要产生真正的随机数就要靠采集外部不确定的变量，比如使用一个探测器探测地磁场场强的变化、采集晶体管内热噪声的变化等等，这样才能产生真正的随机数。
}