生成指定范围的随机数 C++

一、问题描述

给出一个整型数组，以及一个区间范围[min，max]，写一个函数产生一个在此区间范围内的随机数，并且该随机数不在数组里，假设总能找到该随机数。

二、分析与解答

分成两步，即可解答。第一步，生成一个随机数x包含于[min，max]；第二步，判断此随机数是否在数组中，是的话重新生成一个随机数再执行第二步，否则返回此随机数。

在判断随机数是否在数组中，如果采用顺序查找的方式，则查找的时间复杂度为O(n)。在最坏的情况下，假设在产生的前n个随机数都在数组中，直到第n+1个才符合条件，那么，整个算法的时间复杂度为O(n^2)。

那么，能否进一步提升效率呢，经分析，能提升的部分可以在判重的部分，先对数组进行排序，然后利用二分查找法，使查找的时间复杂度从O(n)--->O(logn)。所以整个算法的时间复杂度为O(nlogn)。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
 
int RandNumInRange( int nArray[], int nCount, int nMin, int nMax )
{
	if ( nMin > nMax )
	{
		int temp = nMax;
		nMax = nMin;
		nMin = temp;
	}
 
	if ( nMin == nMax )
	{
		return nMin;
	}
 
	
	int nRet = nMin + rand() % (nMax - nMin);
	if ( nArray == NULL || nCount <= 0 )
	{
		return nRet;
	}
 
 
	//从小到大排序
	sort( nArray, nArray+nCount );
 
 
	while ( true )
	{
		int low = 0;
		int high = nCount - 1;
		int mid = 0;
		bool bContinue = false;
		while( low <= high )
		{
			mid = (low + high)/2;
			if ( nArray[mid] == nRet )
			{
				bContinue = true;
				break;
			}
			else if ( nArray[mid] > nRet )
			{
				high = high - 1;
			}
			else
			{
				low = low + 1;
			}
		}
 
		if ( !bContinue )
		{
			break;
		}
 
		//再次生成一个随机数
		nRet = nMin + rand() % (nMax - nMin);
 
	}
 
		
	return nRet;
}
 
int main()
{
	//随机种子 
	srand( (unsigned)time( NULL ) );
 
	int nArray[] = { 10, 12, 18, 14, 15, 13 };
	for ( int i = 0; i < 20; ++i )
	{
		cout << RandNumInRange( nArray, _countof(nArray), 5, 5 ) << endl;
	}
 
	return 0;
}

　　

原文地址：http://blog.csdn.net/s634772208/article/details/46494611

补充知识：

 http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/197020

计算机的随机数都是由伪随机数，即是由小M多项式序列生成的，其中产生每个小序列都有一个初始值，即随机种子。（注意： 小M多项式序列的周期是65535，即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535，当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。）

我们知道rand()函数可以用来产生随机数，但是这不是真正意义上的随机数，是一个伪随机数，是根据一个数（我们可以称它为种子）为基准以某个递推公式推算出来的一系列数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数，当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的，除非你破坏了系统。

1.rand()

功能:随机数发生器

用法:int rand(void)

所在头文件: stdlib.h

rand()的内部实现是用线性同余法做的，它不是真的随机数，因其周期特别长，故在一定的范围里可看成是随机的。

rand()返回一随机数值的范围在0至RAND_MAX 间。RAND_MAX的范围最少是在32767之间(int)。用unsigned int 双字节是65535，四字节是4294967295的整数范围。0~RAND_MAX每个数字被选中的机率是相同的。

用户未设定随机数种子时，系统默认的随机数种子为1。

rand()产生的是伪随机数字，每次执行时是相同的;若要不同,用函数srand()初始化它。

2.srand()

功能:初始化随机数发生器

用法: void srand(unsigned int seed)

所在头文件: stdlib.h

srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。参数seed必须是个整数，如果每次seed都设相同值，rand()所产生的随机数值每次就会一样。

3.使用当前时钟作为随机数种子

rand()产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的。若要不同,用函数srand()初始化它。可以利用srand((unsigned int)(time(NULL))的方法，产生不同的随机数种子，因为每一次运行程序的时间是不同的。

4.产生随机数的用法
1) 给srand()提供一个种子，它是一个unsigned int类型；
2) 调用rand()，它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到RAND_MAX之间)；
3) 根据需要多次调用rand()，从而不间断地得到新的随机数；
4) 无论什么时候，都可以给srand()提供一个新的种子，从而进一步“随机化”rand()的输出结果。

 0~RAND_MAX之间的随机数程序

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> 
using namespace std; 
int main()
{ 
srand((unsigned)time(NULL)); 
for(int i = 0; i < 10;i++ ) 
        cout << rand() << '	'; 
cout << endl; 
return 0;
}

　　

5.产生一定范围随机数的通用表示公式
要取得[a,b)的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a;
要取得[a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a+1))+ a;
要取得(a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a + 1;
通用公式:a + rand() % n；其中的a是起始值，n是整数的范围。
要取得a到b之间的随机整数，另一种表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。
要取得0～1之间的浮点数，可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

srand(time(NULL));

之后调用rand()即可得到0 ~ 32757范围的随机数

包含头文件stdlib.h和time.h 或 cstdlib和ctime

#include <stdlib.h>

#include <time.h>

或

#include <cstdlib>

#include <ctime>

用下列公式即可得到指定范围[m,n]的随机数：

r = rand()%(n - m + 1) + m;

注意：n - m 的绝对值不能超过32767

　　

6、生成[a,b]之间的随机数

 

#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#define random(a,b) (rand()%(b-a+1)+a)
using namespace std;
int main()
{
	srand((unsigned)time(NULL));
	for(int i=0;i<10;i++)
	cout<<random(1,100)<<' ';
	return 0;
}