C 语言之随机数函数(rand())的使用方法

原文转载自 「黄琦雲的博客」 ( https://knightyun.github.io/c语言/2018/04/25/c-rand-number.html ) By None

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在程序设计中,难免会使用到随机值函数,其原理与语法大多类似,接下来以C语言为例介绍其随机值函数 rand() 用法。

原理

引用百度百科,首先,需要包含头文件:

#include <stdlib.h> rand()函数是按指定的顺序来产生整数,因此每次执行上面的语句都打印相同的两个值,所以说C语言的随机并不是真正意义上的随机,有时候也叫[伪随机数][wei],使用 `rand()` 生成随机数之前需要用随机发生器的初始化函数 `srand(unsigned seed)`(也位于 `stdlib.h` 中) 进行伪随机数序列初始化,`seed` 又叫[随机种子][seed],通俗讲就是,如果每次提供的 `seed` 是一样的话,最后每一轮生成的几个随机值也都是一样的,因此叫伪随机数,所以需要每次提供不同的 `seed` 达到完全的随机,我们通常用时间函数 `time(NULL)` 作为 `seed` ,因为时间值每秒都不同,这个函数需要包含以下头文件:

#include <time.h>

理论太泛,下面用例子分析理解。

举例分析

先来理解以下伪随机数,编译以下代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	srand(1);
	int i;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	printf("%d, ", rand()%11); 
} 

运行结果

8, 9, 9, 1, 7, 5, 5, 10, 1, 0,

然后无论运行多少次,结果都依然是以上随机数,不会改变,因为每次设置的种子 seed 都是 1

但是假如把 seed 换成 time(NULL),每次就不一样了,如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	srand(time(NULL));
	int i;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	printf("%d, ", rand()%11); 
} 

结果是就变了,并且每次都不一样:

6, 3, 4, 5, 5, 9, 8, 10, 10, 4,
6, 4, 2, 4, 3, 2, 5, 1, 2, 9,

这里的 time(NULL) 的结果是一个类似于 1524655706 的数字,并且每秒都在递增 1,也就达成了 srand() 的 seed 不断变化的目的,不断生成新的随机数。

拓展

这里注意一下例子中函数 rand() 的用法,函数括号内不需要加参数,如果直接调用 rand() 的话会生成下面这样的数:

17163, 2663, 24810, 4875, 26975, 14119, 22193, 11233, 26009, 20105, 所以我们想要生成指定范围的随机数的话就需要使用到**求余**运算符 `%`,这里有个规律:例如我们需要 0--10的随机数时,就写成 `rand()%11`,0--100就写成 `rand()%101`,就是运算符后的数字需要比需求范围极值大 1,当然这也是取余运算的原理。

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