C語言隨機數的生成

2021-10-03 06:52:04 字數 2328 閱讀 6367

在程式設計中，我們經常需要生成隨機數，例如，貪吃蛇遊戲中在隨機的位置出現食物，撲克牌遊戲中隨機發牌等。

在c語言中，我們一般使用 標頭檔案中的 rand() 函式來生成隨機數，它的用法為：

int rand (


void


);
void 表示不需要傳遞引數。

c語言中還有乙個 random() 函式可以獲取隨機數，但是 random() 不是標準函式，不能在 vc/vs 等編譯器通過，所以比較少用。
rand() 會隨機生成乙個位於 0 ~ rand_max 之間的整數。

rand_max 是 標頭檔案中的乙個巨集，它用來指明 rand() 所能返回的隨機數的最大值。

下面是乙個隨機數生成的例項：

#include


#include


intmain()
執行結果舉例：

193
多次執行上面的**，你會發現每次產生的隨機數都一樣，這是怎麼回事呢？為什麼隨機數並不隨機呢？

實際上，rand() 函式產生的隨機數是偽隨機數，是根據乙個數值按照某個公式推算出來的，這個數值我們稱之為「種子」。種子和隨機數之間的關係是一種正態分佈，如下圖所示：

種子在每次啟動計算機時是隨機的，但是一旦計算機啟動以後它就不再變化了；也就是說，每次啟動計算機以後，種子就是定值了，所以根據公式推算出來的結果（也就是生成的隨機數）就是固定的。

我們可以通過 srand() 函式來重新「播種」，這樣種子就會發生改變。srand() 的用法為：

void srand (


unsigned


int seed)


;
它需要乙個 unsigned int 型別的引數。我們可以用時間作為引數，只要每次播種的時間不同，那麼生成的種子就不同，最終的隨機數也就不同。

使用 標頭檔案中的 time() 函式即可得到當前的時間（精確到秒），就像下面這樣：

srand((


unsigned


)time


(null))


;
對上面的**進行修改，生成隨機數之前先進行播種：

#include


#include


#include


intmain()
多次執行程式，會發現每次生成的隨機數都不一樣了。但是，這些隨機數會有逐漸增大或者逐漸減小的趨勢，這是因為我們以時間為種子，時間是逐漸增大的，結合上面的正態分佈圖，很容易推斷出隨機數也會逐漸增大或者減小。

我們往往需要一定範圍內的隨機數，過大或者過小都不符合要求，那麼，如何產生一定範圍的隨機數呢？我們可以利用取模的方法：

int a =


rand()


%10;//產生0~9的隨機數，注意10會被整除
如果要規定上下限：

int a =


rand()


%51+13


;//產生13~63的隨機數
分析：取模即取餘，rand()%51+13我們可以看成兩部分：rand()%51是產生 0~50 的隨機數，後面+13保證 a 最小只能是 13，最大就是 50+13=63。

生成 13~63 範圍內隨機數的完整**：

#include


#include


#include


intmain()
我們需要一組隨機數（多個隨機數），該怎麼生成呢？很容易想到的一種解決方案是使用迴圈，每次迴圈都重新播種，請看下面的**：

#include


#include


#include


intmain()


return0;


}
執行結果舉例：

888


8888888
執行結果非常奇怪，每次迴圈我們都重新播種了呀，為什麼生成的隨機數都一樣呢？

這是因為，for 迴圈執行速度非常快，在一秒之內就執行完成了，而 time() 函式得到的時間只能精確到秒，所以每次迴圈得到的時間都是一樣的，這樣一來，種子也就是一樣的，隨機數也就一樣了。

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