C语言如何产生随机数

C语言如何产生随机数1.基本函数在C语言中取随机数所需要的函数是：intrand(void);voidsrand(unsignedintn);rand()函数和srand()函数被声明在头文件stdlib.h中，所以要使用这两个函数必须包含该头文件：#includevstdlib.h2.使用方法rand()函数返回0到RAND_MAX之间的伪随机数(pseudorandom)。RAND_MAX常量被定义在stdlib.h头文件中。其值等于32767，或者更大。srand()函数使用自变量n作为种子，用来初始化随机数产生器。只要把相同的种子传入srand()，然后调用rand()时，就会产生相同的随机数序列。因此，我们可以把时间作为srand()函数的种子，就可以避免重复的发生。如果，调用rand()之前没有先调用srand()，就和事先调用srand(1)所产生的结果一样。for(inti=0;i10;i+)printf(%d,rand()%10);每次运行都将输出：1740948824srand(1);for(inti=0;i10;i+)printf(%d,rand()%10);每次运行都将输出：1740948824例2的输出结果与例1是完全一样的。srand(8);for(inti=0;i10;i+)printf(%d,rand()%10);每次运行都将输出：4013537715该程序取得的随机值也是在0,10)之间，与srand(1)所取得的值不同，但是每次运行程序的结果都相同。srand(unsigned)time(NULL);for(inti=0;i10;i+)printf(%d,rand()%10);该程序每次运行结果都不一样，因为每次启动程序的时间都不同。另外需要注意的是，使用time()函数前必须包含头文件time.h。3.注意事项求一定范围内的随机数。如要取0,10)之间的随机整数，需将rand()的返回值与10求模。randnumber=rand()%10;那么，如果取的值不是从0开始呢？你只需要记住一个通用的公式。要取a,b)之间的随机整数(包括a,但不包括b),使用：(rand()%(b-a)+a伪随机浮点数。要取得01之间的浮点数，可以用：rand()/(double)(RAND_MAX)如果想取更大范围的随机浮点数，比如0100，可以采用如下方法:rand()/(double)(RAND_MAX)/100)其他情况，以此类推，这里不作详细说明。当然，本文取伪随机浮点数的方法只是用来说明函数的使用办法，你可以采用更好的方法来实现。举个例子，假设我们要取得010之间的随机整数(不含10本身)：大家可能很多次讨论过随机数在计算机中怎样产生的问题，在这篇文章中，我会对这个问题进行更深入的探讨，阐述我对这个问题的理解。首先需要声明的是，计算机不会产生绝对随机的随机数，计算机只能产生“伪随机数”。其实绝对随机的随机数只是一种理想的随机数，即使计算机怎样发展，它也不会产生一串绝对随机的随机数。计算机只能生成相对的随机数，即伪随机数。伪随机数并不是假随机数，这里的“伪”是有规律的意思，就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律的。怎样理解呢？产生的伪随机数有时遵守一定的规律，有时不遵守任何规律；伪随机数有一部分遵守一定的规律；另一部分不遵守任何规律。比如“世上没有两片形状完全相同的树叶”，这正是点到了事物的特性，即随机性，但是每种树的叶子都有近似的形状，这正是事物的共性，即规律性。从这个角度讲，你大概就会接受这样的事实了：计算机只能产生伪随机数而不能产生绝对随机的随机数。那么计算机中随机数是怎样产生的呢？有人可能会说，随机数是由“随机种子”产生的。没错，随机种子是用来产生随机数的一个数，在计算机中，这样的一个“随机种子”是一个无符号整形数。那么随机种子是从哪里获得的呢？下面看这样一个C程序：/rand01.c#includestaticunsignedintRAND_SEED;unsignedintrandom(void)RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;return(RAND_SEED);voidrandom_start(void)inttemp2;movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);RAND_SEED=temp0;main()unsignedinti,n;random_start();for(i=0;i#includeusingnamespacestd;intmain()unsignedintseed=5;srand(seed);unsignedintr=rand();coutrendl;在相同的平台环境下，编译生成exe后，每次运行它，显示的随机数都是一样的。这是因为在相同的编译平台环境下，由随机种子生成随机数的计算方法都是一样的，再加上随机种子一样，所以产生的随机数就是一样的。2. 只要用户或第三方不设置随机种子，那么在默认情况下随机种子来自系统时钟（即定时/计数器的值）看下面这个C+程序：rand03.cpp#include#includeusingnamespacestd;intmain()srand(unsigned)time(NULL);unsignedintr=rand();coutr#includeusingnamespacestd;intmain()intrNum,m=20;char*ch=newcharm;for(inti=0;im;i+)/大家看到了，随机种子会随着for循环在程序中设置多次srand(unsigned)time(NULL);rNum=1+(int)(rand()/(double)RAND_MAX)*36);/求随机值switch(rNum)case1:chi=a;break;case2:chi=b;break;case3:chi=c;break;case4:chi=d;break;case5:chi=e;break;case6:chi=f;break;case7:chi=g;break;case8:chi=h;break;case9:chi=i;break;case10:chi=j;break;case11:chi=k;break;case12:chi=l;break;case13:chi=m;break;case14:chi=n;break;case15:chi=o;break;case16:chi=p;break;case17:chi=q;break;case18:chi=r;break;case19:chi=s;break;case20:chi=t;break;case21:chi=u;break;case22:chi=v;break;case23:chi=w;break;case24:chi=x;break;case25:chi=y;break;case26:chi=z;break;case27:chi=0;break;case28:chi=1;break;case29:chi=2;break;case30:chi=3;break;case31:chi=4;break;case32:chi=5;break;case33:chi=6;break;case34:chi=7;break;case35:chi=8;break;case36:chi=9;break;/endofswitchcoutchi;/endofforloopcoutendl;deletech;return0;而运行结果显示的随机字符串的每一个字符都是一样的，也就是说生成的字符序列不随机，所以我们需要把srand(unsigned)time(NULL);从for循环中移出放在for语句前面，这样可以生成随机的字符序列，而且每次运行生成的字符序列会不同(呵呵，也有可能相同，不过出现这种情况的几率太小了)。如果你把srand(unsigned)time(NULL);改成srand(2);这样虽然在一次运行中产生的字符序列是随机的，但是每次运行时产生的随机字符序列串是相同的。把srand这一句从程序中去掉也是这样。此外，你可能会遇到这种情况，在使用timer控件编制程序的时候会发现用相同的时间间隔生成的一组随机数会显得有规律，而由用户按键command事件产生的一组随机数却显得比较随机，为什么？根据我们上面的分析，你可以很快想出答案。这是因为timer是由计算机时钟记数器精确控制时间间隔的控件，时间间隔相同，记数器前后的值之差相同，这样时钟取值就是呈线性规律的，所以随机种子是呈线性规律的，生成的随机数也是有规律的。而用户按键事件产生随机数确实更呈现随机性，因为事件是由人按键引起的，而人不能保证严格的按键时间间隔，即使严格地去做，也不可能完全精确做到，只要时间间隔相差一微秒，记数器前后的值之差就不相同了，随机种子的变化就失去了线性规律，那么生成的随机数就更没有规律了，所以这样生成的一组随机数更随机。这让我想到了各种晚会的抽奖程序，如果用人来按键产生幸运观众的话，那就会很好的实现随机性原则，结果就会更公正。最后，我总结两个要点：1. 计算机的伪随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值。所以，只要计算方法一定，随机种子一定，那么产生的随机数就是固定的。2. 只要用户或第三方不设置随机种子，那么在默认情况下随机种子来自系统时钟用rand()和srand()产生伪随机数的方法总结标准库cstdlib(被包含于viostream中)提供两个帮助生成伪随机数的函数：函数一：intrand(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：voidsrand(unsignedseed)；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(l)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06之间的随机整数(不含6本身)：例一，不指定seed：for(inti=0;iv10;i+)ran_num=rand()%6;coutvvran_numvv;每次运行都将输出：5544540042例二，指定seed为定值1：srand(1);for(inti=0;iv10;i+)ran_num=rand()%6;coutvvran_numvv;每次运行都将输出：5544540042跟例子一的结果完全一样。例三，指定seed为定值6：srand(6);for(inti=0;i10;i+)ran_num=rand()%6;coutran_num;每次运行都将输出：4151434422随机值也是在0,6)之间，随得的值跟srand(l)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_ttime(0)：#include/srand(unsigned)time(0);for(inti=0;il0;i+)ran_num=rand()%6;coutran_num;第一次运行时输出：0l54502342第二次：3230355223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l秒？，见下)。关于time_ttime(0)：time_t被定义为长整型，它返回从l970年l月l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：couttime(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01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：doubleran_numf=0.0;srand(unsigned)time(0);for(inti=0;i10;i+)ran_numf=rand()/(double)(RAND_MAX);coutran_numf;运行结果为：0.716636,0.457725,等10个01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110,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110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问题1：怎样获得一个真正的随机数？要知道，rand()是不能产生真正的随机数的!即使不能产生真正的随机数，也要大概接近呀！而rand()好象每次的随机都一样。专家解答:之所以rand()每次的随机数都一样是因为rand()函数使用不正确。各种编程语言返回的随机数(确切地说是伪随机数)实际上都是根据递推公式计算的一组数值，当序列足够长，这组数值近似满足均匀分布。如果计算伪随机序列的初始数值(称为种子)相同，则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。这个特性被有的软件利用于加密和解密。加密时，可以用某个种子数生成一个伪随机序列并对数据进行处理；解密时，再利用种子数生成一个伪随机序列并对加密数据进行还原。这样，对于不知道种子数的人要想解密就需要多费些事了。当然，这种完全相同的序列对于你来说是非常糟糕的。要解决这个问题，需要在每次产生随机序列前，先指定不同的种子，这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。你可以在调用rand()函数之前调用srand(unsigned)time(NULL)，这样以time函数值(即当前时间)作为种子数，因为两次调用rand函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。你也可以使用srand函数来人为指定种子数。Windows9x/NT的游戏FreeCell就允许用户指定种子数,这样用户如果一次游戏没有成功，下次还可以以同样的发牌结果再玩一次。问题2:我按照上述方法并不能产生随机数，仅产生公差为3或4的等差数列：#include#include#include#includevoidmain()for(inti=0;i100000;i+)srand(unsigned)time(NULL);coutrand()endl;专家解答：你的程序是有问题的，你每产生一个随机数之前，都调用一次srand，而由于计算机运行很快，所以你每次用time得到的时间都是一样的(time的时间精度较低，只有55ms)。这样相当于使用同一个种子产生随机序列，所以产生的随机数总是相同的。你应该把srand放在循环外：srand(unsigned)time(NULL);for(inti=0;i100000;i+)相关语句C语言生成随机数需要用到两个函数，一个是srand(),个是rand(),首先给srand()提供一个种子，unsignedint类型，其取值范围从065535，srand()根据这个种子会由一个特定的公式生成一个随机数序列；然后调用rand()，它会依次从这个序列中返回一个数(在0到32767之间)，而在不指定srand()种子的情况下，它每次都使用默认的种子，因此生成的序列是同一个，你每次运行，当然就取到相同的数字了。你可以在程序里添加头文件time.h，用当前时间作为srand的种子，这样就能保证每次运行时都能取到不同的随机数序列。如下：time_tt;srand(unsigned)time(&t);然后就可以用rand()取随机数了。