C/C++編程筆記:C語言產(chǎn)生隨機數(shù)的方法(全),其實沒這么簡單!
在C語言中,rand()函數(shù)可以用來產(chǎn)生隨機數(shù),但是這不是真真意義上的隨機數(shù),是一個偽隨機數(shù),是根據(jù)一個數(shù),我們可以稱它為種子,為基準(zhǔn)以某個遞推公式推算出來的一系數(shù),當(dāng)這系列數(shù)很大的時候,就符合正態(tài)公布,從而相當(dāng)于產(chǎn)生了隨機數(shù),但這不是真正的隨機數(shù),當(dāng)計算機正常開機后,這個種子的值是定了的,除非你破壞了系統(tǒng)。

為了改變這個種子的值,C提供了srand()函數(shù),它的原形是void srand( int a)。
可能大家都知道C語言中的隨機函數(shù)random,可是random函數(shù)并不是ANSI C標(biāo)準(zhǔn),所以說,random函數(shù)不能在gcc,vc等編譯器下編譯通過。
rand()會返回一隨機數(shù)值,范圍在0至RAND_MAX間。返回0至RAND_MAX之間的隨機數(shù)值,RAND_MAX定義在stdlib.h,(其值至少為32767)我運算的結(jié)果是一個不定的數(shù),要看你定義的變量類型,int整形的話就是32767。
在調(diào)用此函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)前,必須先利用srand()設(shè)好隨機數(shù)種子,如果未設(shè)隨機數(shù)種子,rand()在調(diào)用時會自動設(shè)隨機數(shù)種子為1。一般用for語句來設(shè)置種子的個數(shù)。具體見下面的例子。

一、如何產(chǎn)生不可預(yù)見的隨機序列呢
利用srand((unsigned int)(time(NULL))是一種方法,因為每一次運行程序的時間是不同的。
在C語言里所提供的隨機數(shù)發(fā)生器的用法:現(xiàn)在的C編譯器都提供了一個基于ANSI標(biāo)準(zhǔn)的偽隨機數(shù)發(fā)生器函數(shù),用來生成隨機數(shù)。它們就是rand()和srand()函數(shù)。這二個函數(shù)的工作過程如下:
1) 首先給srand()提供一個種子,它是一個unsigned int類型,其取值范圍從0~65535;
2) 然后調(diào)用rand(),它會根據(jù)提供給srand()的種子值返回一個隨機數(shù)(在0到32767之間)
3) 根據(jù)需要多次調(diào)用rand(),從而不間斷地得到新的隨機數(shù);
4) 無論什么時候,都可以給srand()提供一個新的種子,從而進一步“隨機化”rand()的輸出結(jié)果。
下面是0~32767之間的隨機數(shù)程序:
#include
#include
#include??????????? //使用當(dāng)前時鐘做種子
void main( void )
{int i;
srand( (unsigned)time( NULL ) );????????? //初始化隨機數(shù)
for( i = 0; i < 10;i++ )????????????????????????? //打印出10個隨機數(shù)
printf( " %d\n", rand() );
}
根據(jù)上面的程序可以很容易得到0~1之間的隨機數(shù):
#include
#include
#include??
main( )
{int i;
srand( (unsigned)time( NULL ) );?
for( i = 0; i < 10;i++ )
printf( "%5.2f\n", rand()/32767.0);
}
而產(chǎn)生1~100之間的隨機數(shù)可以這樣寫:
#include
#include
#include??
main( )
{int i;
srand( (unsigned)time( NULL ) );?
for( i = 0; i < 10;i++ )
printf( "%d\n", rand()%100+1);
}

二、3個通用的隨機數(shù)發(fā)生器,推薦用第三個
函數(shù)名: rand?
功? 能: 隨機數(shù)發(fā)生器?
用? 法: void rand(void);?
程序例:
#include??
#include
int main(void)?
{?
int i;
printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");?
for(i=0; i<10; i++)?
printf("%d\n", rand() % 100);?
return 0;?
}
函數(shù)名: random?
功? 能: 隨機數(shù)發(fā)生器?
用? 法: int random(int num);?
程序例:
#include??
#include??
#include
/* prints a random number in the range 0 to 99 */?
int main(void)?
{?
randomize();?
printf("Random number in the 0-99 range: %d\n", random (100));?
return 0;?
}?
函數(shù)名: randomize???? 這個比較好!
功? 能: 初始化隨機數(shù)發(fā)生器?
用? 法: void randomize(void);?
程序例:
#include??
#include??
#include
int main(void)?
{?
int i;
randomize();?
printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");?
for(i=0; i<10; i++)?
printf("%d\n", rand() % 100);?
return 0;?
}?
在《計算機常用算法》中有介紹隨機數(shù)的生成算法
三、如何產(chǎn)生設(shè)定范圍內(nèi)的隨機數(shù)??
由于rand產(chǎn)生的隨機數(shù)從0到rand_max,而rand_max是一個很大的數(shù),那么如何產(chǎn)生從X~Y的數(shù)呢?
從X到Y(jié),有Y-X+1個數(shù),所以要產(chǎn)生從X到Y(jié)的數(shù),只需要這樣寫:
k=rand()%(Y-X+1)+X;
這樣,就可以產(chǎn)生你想要的任何范圍內(nèi)的隨機數(shù)了。

四、產(chǎn)生不重復(fù)的隨機數(shù)
1) #include??
#include??
#include
#include??
swap(int *pm,int *pn)????? /*必須用指針進行交換*/
{
int temp;
temp=*pm;
*pm=*pn;
*pn=temp;
}
int main(void)
{
int?? i,a[513];
/*int *pa,*pb;*/
srand( (unsigned)time( NULL ) ); /*定義這個可以產(chǎn)生不同的隨機數(shù)*/
for(i=1;?? i<=512;?? i++){a[i]=i;printf("%4d",a[i]);}
for(i=512;?? i>=1;?? i--)
{
/* pa=&a[i]; pb=&a[rand()%i+1];*/
swap(&a[i], &a[rand()%i+1]);???? /*加一是從一到i的隨機,就不會包含0*/
/*不用再定義指針,這樣結(jié)論是一樣的*/
}
printf("\n")? ;
for(i=1;?? i<=64;?? i++)
printf("%4d",a[i] );
getch();?? /*wintc的輸出*/
}

2)
#include??
#include??
#include
int main(void)
{
int a[100]={0};? int i,m;
for(i=1;?? i<=99;?? ++i)
printf("%4d",a[i] );
srand( (unsigned)time( NULL ) );
for(i=1; i<=99; i++)
{
while(a[m=rand()%100+1]);
a[m] = i;
}
for(i=1;?? i<=99;?? ++i)
printf("%4d",a[i] );
getch();
}

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