C语言rand()函数产生随机数详解

C语言rand函数产生随机数详解

1.rand函数的原型，功能和界限2.用rand函数获取随机数3.随机数生成原理

1.rand函数的原型，功能和界限

rand函数的原型：

#include <stdlib.h>int rand(void);

rand函数的功能： 用来产生一个随机数

rand函数的界限： stdlib.h头文件中有宏#define RAND_MAX 0x7fff，这表示rand产生一个0-0x7fff的随机数，即最大是32767的一个数

2.用rand函数获取随机数

rand函数获取随机数的基础用法为：

rand()%a;

a是一个整数，返回值为0到a的随机数，包含0，但不包含a。

如果想要产生一个0-99之间的随机数，那么用法如下：

int num = rand() % 100;

如果想要产生一个1-100之间的随机数，那么用法如下:

int num = rand() % 100 + 1;

同理，如果想要产生一个1-60之间的随机数，那么用法如下:

 int num = rand() % 60 + 1;//产生一个1-60之间的数

从上面的例子中我们可以推理出m-----n的随机数:

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

比如获取15~43的随机数：

rand()%29+15;

获取小数：
我们只需要将返回值除以10或者其他合适的数，并且在输出时保留若干位小数就可以获取随机小数。

这里一定要用10.0，不能用整型。

3.随机数生成原理

我们先来看看下面这段代码，反复运行该段代码，我们会发现每次产生的随机数的值都是相同的。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(){int ch = rand();printf("%d\n", ch);return 0;}

这是因为rand函数产生的随机数是伪随机数，它除了被a的值控制外，还被一个隐藏的全局变量seed控制。它实际上是根据a和一个种子按照某个公式推算出来的。

在调用rand函数之前，会先查询是否主动调用过srand(seed)来为伪随机数生成器设定种子，如果有，那么就按照我们的代码设定种子，即初始化seed的起始值，若没有调用srand(seed)，那么系统会自动给seed赋初始值，即自动调用srand(1)一次，也就是将seed的值设置为1。如果每次调用rand函数时，种子相同，那么根据公式产生的伪随机数将是相同的。

上面那段代码因为每次运行程序你都没有主动调用srand函数给seed赋值，因此每次都会默认调用srand(1)，将seed的值赋值为1，也就是每次seed的值都相同，所以产生的伪随机数不会发生变化。

所以为了让每次产生的随机数不相同，那么我们就需要让每次调用rand函数之前设定的种子不相同，我们可以使用系统时间作种子srand(time(NULL);由于每次运行程序的时间肯定不相同，那么每次设定的种子也就不相同，那么产生的随机数肯定也就不一样了。

srand函数的原型：

#include<stdlib.h>void srand( unsigned int seed );

我们使用time函数来获取系统时间，time函数的原型如下：

#include<time.h>time_t time(time_t *tloc);//time_t类型被定义为一个长整型

使用time函数得到的值是一个时间戳，即从1970年1月1日0点到现在时间的秒数，然后将得到的time_t类型数据转化为(unsigned int)的数，再传给srand函数，用法如下：

int main(){srand((unsigned int)time(NULL));int ch = rand();printf("%d\n", ch);return 0;}

添加了srand((unsigned int)time(NULL));之后，当你再次运行该段代码时，你就会发现，每次生成的随机数就不同了。

如果仍然觉得时间间隔太小，可以在(unsigned int)time(0)或者(unsigned int)time(NULL)后面乘上某个合适的整数。 例如,srand((unsigned int)time(NULL)*10)，time的参数传NULL表示不需要经过参数得到time_t数据。

还有另外一种初始化种子的方式如下，用进程的pid作为种子值seed，在同一个程序中，这样的种子的值是相同的。

srand((unsigned int)getpid());

本文链接：https://www.kjpai.cn/news/2024-03-25/148226.html，文章来源：网络cs，作者：欧阳逸，版权归作者所有，如需转载请注明来源和作者，否则将追究法律责任！