各種編程語言返回的隨機數(shù)（確切地說是偽隨機數(shù)）實際上都是根據(jù)遞推公式計算的一組數(shù)值，當序列足夠長，這組數(shù)值近似滿足均勻分布。

C的標準函數(shù)庫提供一隨機數(shù)生成器rand（定義在stdlib.h），能返回0~RAND_MAX之間均勻分布的偽隨機整數(shù)（RAND_MAX至少為32767，一般都默認為32767）。

用rand()隨機生成在[x,y]內的整數(shù)

int k;

k=x+rand()%(y-x+1)，k即為所求范圍內隨機生成的數(shù)，rand()%a的結果最大為a-1.

rand(?)%20的意思的生成20以內的隨機數(shù)。

例如：

#include

#include

void main()

{

for(int i=0;i<10;i++)

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

}

如果我們是第一次運行，而且對其不太清楚，那么它生成的基本上算是0－RAND_MAX之間的等概率隨機數(shù)列了。但是如果你第二次運行的時候會發(fā)現(xiàn)輸出結果仍和第一次一樣。

原來rand()生成偽隨機數(shù)時需要一個種子（計算偽隨機序列的初始數(shù)值）才行，如果種子相同就會得到相同的序列結果（這就是函數(shù)的好處T-T）。這個“優(yōu)點”被有的軟件利用于加密和解密。加密時，可以用某個種子數(shù)生成一個偽隨機序列并對數(shù)據(jù)進行處理；解密時，再利用種子數(shù)生成一個偽隨機序列并對加密數(shù)據(jù)進行還原。這樣，對于不知道種子數(shù)的人要想解密就需要多費些事了。當然，這種完全相同的序列對于你來說是非常糟糕的。要解決這個問題，需要在每次產(chǎn)生隨機序列前，先指定不同的種子，這樣計算出來的隨機序列就不會完全相同了。

srand()用來設置rand()產(chǎn)生隨機數(shù)時的隨機數(shù)種子。在調用rand()函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)前，必須先利用srand()設好隨機數(shù)種子seed,如果未設隨機數(shù)種子，rand()在調用時會自動設隨機數(shù)種子為1（有人說默認是0，困惑中）。上面的兩個例子就是因為沒有設置隨機數(shù)種子，每次隨機數(shù)種子都自動設成相同值1，進而導致rand()所產(chǎn)生的隨機數(shù)值都一樣。(可能有人知道C語言中的隨機函數(shù)random，可是random函數(shù)并不是ANSIC標準，所以說，random函數(shù)不能在gcc,vc等編譯器下編譯通過。我們可以自己編一個^0^）我們需要使程序每一次使用的種子都不一樣，現(xiàn)在主要問題是種子srand的選擇是不是接近隨機（不存在完全隨機），你也可以人為指定種子數(shù)。

Windows9x/NT的游戲FreeCell就允許用戶指定種子數(shù)，這樣用戶如果一次游戲沒有成功，下次還可以以同樣的發(fā)牌結果再玩一次。但我們還是喜歡系統(tǒng)自動生成……最簡單的方法就是利用系統(tǒng)時間了（幾乎所有的人都這么做），因為時間的數(shù)值隨時間變化而變化，運行兩次，一般不會出現(xiàn)前一次和后一次相同的局面，time(NULL)會返回一個表示當前系統(tǒng)時間的整數(shù)（它在time.h中，據(jù)說time()函數(shù)求出來的是自1970年1月1日到現(xiàn)在的秒數(shù)，有的說是unix元年，不知道這兩個是不是一天……:（，另外有的嫌麻煩會寫作time（0））。我們這么來寫：

#include

#include

#include

void main()

{

srand((int)time(0));

for(int x=0;x<10;x++)

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

}

?據(jù)說如果軟件一直開兩天，種子會有1/(60*60*24)個可能會重復，雖說這對于一般人已經(jīng)絕對足夠了，但縱然人不舒服，于是我在網(wǎng)上開到有這么寫的：

#include

#include

#include

#include

void main(void)

{

int i;

unsigned int seedVal;

struct timeb timeBuf;

ftime(&timeBuf);

seedVal=((((unsigned int)timeBuf.time&0xFFFF)+

(unsigned int)timeBuf.millitm)^

(unsigned int)timeBuf.millitm);

srand((unsigned int)seedVal);

for(i=0;i<10;++i)

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

}

“上面的程序先是調用_ftime()來檢查當前時間，并把它的值存入結構成員timeBuf.time中，當前時間的值從1970年1月1日開始以秒計算。在調用了_ftime()之后，在結構timeBuf的成員millitm中還存入了當前那一秒已經(jīng)度過的毫秒數(shù)，但在DOS中這個數(shù)字實際上是以百分之一秒來計算的。然后，把毫秒數(shù)和秒數(shù)相加，再和毫秒數(shù)進行異或運算。當然也可以對這兩個結構成員進行更多的計算，以控制seedVal的取值范圍，并進一步加強它的隨機性，但上例用的邏輯運算就已經(jīng)足夠了?！?/p>

看下面代碼：

void main()

{

for(int i=0;i<100000;i++)

{

srand( (unsigned)time( NULL ) );

printf（"%d\n",rand());

}

}

為什么總是生成一個數(shù)？？？因為此程序產(chǎn)生一個隨機數(shù)之前，都調用一次srand，而由于計算機運行很快，所以每用time得到的時間都是一樣的（time的時間精度較低，只有55ms）。這樣相當于使用同一個種子產(chǎn)生隨機序列，所以產(chǎn)生的隨機數(shù)總是相同的。把srand放在循環(huán)外看看：

srand( (unsigned)time( NULL ) );

for(int i=0;i<100000;i++)

問題解決了：）

既然生成的是

0－RAND_MAX之間均勻分布的隨機整數(shù)（我們姑且把以上方法生成的是理想的隨機數(shù)吧），那么要生成0-x之間(包括0不包括x)的隨機數(shù)就把rand（）改成?

rand()/(double)RAND_MAX*x ，要生成x-y之間（包括x不包括y）的就是?

rand()/(double)RAND_MAX*(y-x)+x?? 了。但是如果要生0-10之間的整數(shù)很多人會這么寫：

#include

#include

#include

void main()

{

srand((int)time(0));

for(int x=0;x<10;x++)

printf("%d\n",(rand()%10);

}

x-y的就是 rand()%(y-x)+x

???懂一點概率的就知道這樣寫，會使得到的數(shù)列分布不均的，但是大家確實都喜歡這么寫……因為在x的值比較小，RAND_MAX相對較大，而生成的數(shù)列有不算太大，又是用來解決精確度要求不高的問題（如一些游戲目標,傳說游戲中踩地雷式的遇敵就是用rand()實現(xiàn)的.

當主角在地圖上走的時候動不動冒出三兩小兵挑釁兼找死.它的實現(xiàn)方式是設主角所立位置為0，主角每走一步，變量加1，當變量==隨機取得的數(shù)時，小兵出現(xiàn)），這樣寫足夠了……

下面再討論生成m個小于n的不重復隨機數(shù)的算法

本人認為算法結構很重要，但語句結構也很重要，所以我喜歡一個算法給出多個語句結構……

最容易想到的傻瓜算法，逐個產(chǎn)生這些隨機數(shù)，每產(chǎn)生一個，都跟前面的隨機數(shù)比較，如果重復，就重新產(chǎn)生：

算法一（1）

srand((unsigned)time(NULL));

for(j = 0; j < m; j++) {

a:a[j] = rand() % n;

for(i=0;i

很早的時候學編程都喜歡用goto語句，因為過去算法是用流程圖表示的，用goto可以直接轉譯，而且循環(huán)語句發(fā)展不完善，僅僅是作為條件分支的一個補充，如果條件分支箭頭向上就是一個循環(huán)，而且goto可以實現(xiàn)過去循環(huán)所不能實現(xiàn)的結構，形成很巧妙的循環(huán)交叉。所以過去一般認為有兩種結構，順序和分支，循環(huán)是分支的特殊情況。但是break和continue語句使這些結構實現(xiàn)成為可能，后來發(fā)現(xiàn)goto的使用會造成維護和調試的許多麻煩，所以循環(huán)逐漸代替了goto，使程序更有層次?，F(xiàn)在編程不建議用goto了，如果用goto還會被認為編程修養(yǎng)不好……言歸正題，把它的goto去掉：

算法一（2）

srand((unsigned)time(NULL));

j=0;

while (j

{

a[j] = rand() % n ;

for(i=0;i

if(i

j++

}

?但是后來都建議用for循環(huán)，這樣可以使循環(huán)條件跟緊湊：

算法一（3）

srand((unsigned)time(NULL));

for(j=0;j<m;j++)

{a[j]=rand()%n;

?for(i=0;i<j;i++)

?{if(a[i]==a[j])

?? {i=-1;a[j]=rand()%n;}

?}

}

但這是個很笨的方法，且比較次數(shù)呈線性增長，越往后次數(shù)越多……另一個想法是生成一個就把它從中去掉，就可以實現(xiàn)不重復了：

算法二（1）

?for (i=0;i<n;i++)

???? a[i]=i+1;

for(i=0;i<m;i++)

{j=rand()%(n-i);

?b[i]=a[j];

?for (k=j;k<n-i-2;k++)

?a[k]=a[k+1];

?}

b[]是生成的隨機數(shù)列

?這樣做也太麻煩了，生成的直接做個標記不就行了？

算法三（1-1）

i=rand()%m;

a[i]=1;b[0]=i;

for(j=1;j<m;j++)

{for (i=rand()%m;a[i]==1;i=rand()%m);

?b[j]=i;a[i]=1;

}

寫緊湊一些吧，直接：

算法三（1-2）

for(j=0;j<m;j++)

{for (i=rand()%m;a[i]==1;i=rand()%m);

?b[j]=i;a[i]=1;

}

但是我看到了更簡潔的：

int n=某值；

int a[n]={0}；

for (i=1;i<=n;i++)

{while(a[x=rand()%n]);

? a[x]=i;

}

這個無循環(huán)體的while保證a[m]是初始化的0狀態(tài)。這生成了n個，我們只取m個，這太浪費了，結合一下：

int n=某值，m=某值；

int a[n]={0},b[m]

for (i=1;i<=n;i++)

{while(a[x=rand()%n]);

? b[i]=x;a[x]=1;

}

但是總叫人不舒服，對這種算法誰有更好的寫法呢？

這種算法越到后面，遇到已使用過的元素的可能性越高，重復次數(shù)就越多，但是當m較小時還是很好的：）

這都不太讓人滿意么？看看下面這個：

算法四（1）

for (i=0;i<n;i++)

? a[i]=i+1;

for (i=n-1;i>0;i--)

{w=rand()%i;

?t=a[i];

?a[i]=a[w];

?a[w]=t;

}

這個算法很不錯，有人會懷疑其隨機性，但個人認為是沒問題的，首先第二行按順序用0到n填滿整個數(shù)組；第三行，是隨機產(chǎn)生從0到n-2個數(shù)組下標，把這個下標的元素值跟n-1下標的元素值交換，一直進行到下標為1的元素。因此它只需要遍歷一次就能產(chǎn)生全部的隨機數(shù)。

但這樣會生成n個小于n的隨機數(shù)，我們只要m個，再加兩句：

for(i=0;i<m;i++)

?b[i]=a[i];

b[]是生成的隨機數(shù)列

?如果m和n很接近的話或者相等是最好，但可能不是……那改一下：

算法四（2）

for (i=0;i<n;i++)

? a[i]=i+1;

for (i=0;i<m;i++)

{w=rand()%n;

?t=a[i];

?a[i]=a[w];

?a[w]=t;

}

但是條件反過來了，如果m遠小于n還行，如果接近，其隨機性就存在問題了（為什么？），再改一下：

算法四（3）

for (i=0;i<n;i++)

? a[i]=i+1;

for (i=0;i<m;i++)

{w=rand()%(n-i)+i;

?t=a[i];

?a[i]=a[w];

?a[w]=t;

}

這樣可以萬無一失了……

希望對大家有幫助！

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