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  • 用C语言的rand()和srand()产生伪随机数的方法总结

    标准库<cstdlib>(被包含于<iostream>中)提供两个帮助生成伪随机数的函数:

    函数一:int rand(void);
    从srand (seed)中指定的seed开始,返回一个[seed, RAND_MAX(0x7fff))间的随机整数。

    函数二:void srand(unsigned seed);
    参数seed是rand()的种子,用来初始化rand()的起始值。

    可以认为rand()在每次被调用的时候,它会查看:
    1) 如果用户在此之前调用过srand(seed),给seed指定了一个值,那么它会自动调用srand(seed)一次来初始化它的起始值。
    2) 如果用户在此之前没有调用过srand(seed),它会自动调用srand(1)一次。

    根据上面的第一点我们可以得出:
    1) 如果希望rand()在每次程序运行时产生的值都不一样,必须给srand(seed)中的seed一个变值,这个变值必须在每次程序运行时都不一样(比如到目前为止流逝的时间)。
    2) 否则,如果给seed指定的是一个定值,那么每次程序运行时rand()产生的值都会一样,虽然这个值会是[seed, RAND_MAX(0x7fff))之间的一个随机取得的值。
    3) 如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed),效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样(1也是一个定值)。

    举几个例子,假设我们要取得0~6之间的随机整数(不含6本身):

    例一,不指定seed:
    for(int i=0;i<10;i++){ 
    ran_num=rand() % 6;
    cout<<ran_num<<" ";
    }
    每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

    例二,指定seed为定值1:
    srand(1);
    for(int i=0;i<10;i++){ 
    ran_num=rand() % 6;
    cout<<ran_num<<" ";
    }
    每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2
    跟例子一的结果完全一样。

    例三,指定seed为定值6:
    srand(6);
    for(int i=0;i<10;i++){ 
    ran_num=rand() % 6;
    cout<<ran_num<<" ";
    }
    每次运行都将输出:4 1 5 1 4 3 4 4 2 2
    随机值也是在[0,6)之间,随得的值跟srand(1)不同,但是每次运行的结果都相同。

    例四,指定seed为当前系统流逝了的时间(单位为秒):time_t time(0):
    #include <ctime>
    //…
    srand((unsigned)time(0));
    for(int i=0;i<10;i++){ 
    ran_num=rand() % 6;
    cout<<ran_num<<" ";
    }
    第一次运行时输出:0 1 5 4 5 0 2 3 4 2
    第二次:3 2 3 0 3 5 5 2 2 3
    总之,每次运行结果将不一样,因为每次启动程序的时刻都不同(间隔须大于1秒?,见下)。

    关于time_t time(0):

    time_t被定义为长整型,它返回从1970年1月1日零时零分零秒到目前为止所经过的时间,单位为秒。比如假设输出:
    cout<<time(0);
    值约为1169174701,约等于37(年)乘365(天)乘24(小时)乘3600(秒)(月日没算)。

    另外,关于ran_num = rand() % 6,

    将rand()的返回值与6求模是必须的,这样才能确保目的随机数落在[0,6)之间,否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。
    一个通用的公式是:
    要取得[a,b)之间的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a (结果值将含a不含b)。
    在a为0的情况下,简写为rand() % b。

    最后,关于伪随机浮点数:

    用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0~1之间的浮点数(注意,不同于整型时候的公式,是除以,不是求模),举例:
    double ran_numf=0.0;
    srand((unsigned)time(0));
    for(int i=0;i<10;i++){ 
    ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);
    cout<<ran_numf<<" ";
    }
    运行结果为:0.716636,0.457725,…等10个0~1之间的浮点数,每次结果都不同。

    如果想取更大范围的随机浮点数,比如1~10,可以将
    rand() /(double)(RAND_MAX) 改为 rand() /(double)(RAND_MAX/10)
    运行结果为:7.19362,6.45775,…等10个1~10之间的浮点数,每次结果都不同。
    至于100,1000的情况,如此类推。

    以上不是伪随机浮点数最好的实现方法,不过可以将就着用用…

    假如我们要得到区间[3, 5]之间的一个随机浮点数,那么很简单,代码如下: 
    //代码示例 start 
    #include <stdio.h> 
    #include <stdlib.h> 
    #include <time.h> 

    int main() 

        float s; 
        srand((int)time(0)); 
        s = rand() / RAND_MAX; 
        s = 3 + (5-3) * s; 
        printf("%f ", s); 

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