C C 隨機數函式

學習了不同儲存類別的概念後，我們來看幾個相關的程式。

首先，來看乙個使用內部鏈結的靜態變數的函式：隨機數函式。

ansi c庫提供了rand() 函式生成隨機數。生成隨機數有多種演算法，ansi c允許c實現針對特定機器使用最佳演算法。

然而，ansi c標準還提供了乙個可移植的標準演算法，在不同系統中生成相同的隨機數。實際上，rand()是「偽隨機數生成器」，意思是可**生成數字的實際序列。但是，數字在其取值範圍內均勻分布。

為了看清楚程式內部的情況，我們使用可移植的ansi版本，而不是編譯器內建的rand()函式。可移植版本的方案開始於乙個「種子」數字。該函式使用該種子生成新的數，這個新數又成為新的種子。然後，新種子可用於生成更新的種子，以此類推。該方案要行之有效，隨機數函式必須記錄它上一次被呼叫時所使用的種子。這裡需要乙個靜態變數。

/* rand0.c --生成隨機數*/
/* 使用 ansi c 可移植演算法 */
static
unsigned
long
int next =1;
/* 種子　*/
unsigned
intrand0
(void
)

在程式清單12.7中，靜態變數next的初始值是1，其值在每次呼叫rand0() 函式時都會被修改（通過魔術公式）。該函式是用於返回乙個0～32767之間的值。注意，next是具有內部鏈結的靜態變數（並非無鏈結）。這是為了方便稍後擴充套件本例，供同乙個檔案中的其他函式共享。

/* r_drive0.c -- 測試 rand0()函式 */
/* 與 rand0.c 一起編譯*/
#include
extern
unsigned
intrand0
(void);
intmain
(void
)

該程式也需要多檔案編譯。程式清單 12.7 和程式清單 12.8 分別使用一個檔案。程式清單 12.8 中的extern關鍵字提醒讀者rand0()被定義在其他檔案中，在這個檔案中不要求寫出該函式原型。輸出如下：

16838 5758 10113 17515

31051

程式輸出的數字看上去是隨機的，再次執行程式後，輸出如下：

16838 5758 10113 17515

31051

看來，這兩次的輸出完全相同，這體現了「偽隨機」的乙個方面。每次主程式執行，都開始於相同的種子1。可以引入另乙個函式srand1()重置種子來解決這個問題。關鍵是要讓next成為只供rand1()和srand1()訪問的內部鏈結靜態變數（srand1()相當於c庫中的srand()函式）。把srand1()加入rand1()所在的檔案中。程式清單12.9給出了修改後的檔案。

/* s_and_r.c -- 包含 rand1() 和 srand1() 的檔案　 */
/*　　　　　　 使用 ansi c 可移植演算法　　 */
static
unsigned
long
int next =1;
/* 種子 */
intrand1
(void
)void
srand1
(unsigned
int　seed)

注意，next是具有內部鏈結的檔案作用域靜態變數。

這意味著rand1()和 srand1()都可以使用它，但是其他檔案中的函式無法訪問它。使用程式清單 12.10的驅動程式測試這兩個函式。

程式清單12.10 r_drive1.c驅動程式

/* r_drive1.c -- 測試 rand1() 和 srand1() */
/* 與 s_and_r.c 一起編譯 */
#include
#include
extern
void
srand1
(unsigned
int　x)
;extern
intrand1
(void);
897int
main
(void
)printf
("done\n");
return0;
}

編譯兩個檔案，執行該程式後，其輸出如下：

1 16838 5758 89810113 17515

31051

please　enter　next　seed　(q　to　quit)
:513
20067
23475
8955
20841
15324
please　enter　next　seed　(q　to　quit):q
done

設定seed的值為1，輸出的結果與前面程式相同。但是設定seed的值為 513後就得到了新的結果。

注意自動重置種子

如果 c 實現允許訪問一些可變的量（如，時鐘系統），可以用這些值（可能會被截斷）初始化種子值。例如，ansi c有乙個time()函式返回系統時間。雖然時間單元因系統而異，但是重點是該返回值是乙個可進行運算的型別，而且其值隨著時間變化而變化。time()返回值的型別名是time_t，具體型別與系統有關。這沒關係，我們可以使用強制型別轉換：

#include
/* 提供time()的ansi原型*/
srand1((
unsigned
int)
time(0
));/* 初始化種子 */

一般而言，time()接受的引數是乙個 time_t 型別物件的位址，而時間值就儲存在傳入的位址上。當然，也可以傳入空指標（0）作為引數，這種情況下，只能通過返回值機制來提供值。

可以把這個技巧應用於標準的ansi c函式srand()和rand()中。如果使用這些函式，要在檔案中包含stdlib.c標頭檔案。實際上，既然已經明白了 srand1()和rand1()如何使用內部鏈結的靜態變數，你也可以使用編譯器提供的版本。我們將在下乙個示例中這樣做。

C C 隨機數函式

C C 產生隨機數的函式

C C 生成隨機數

C C 產生隨機數

C C 隨機數函式

C C 產生隨機數的函式

C C 生成隨機數

C C 產生隨機數

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