如何用C語言的rand()和srand()函數產生偽隨機數

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rand()會返回一隨機數值，范圍在0至RAND_MAX 間。在調用此函數產生隨機數前，必須先利用srand()設好隨機數種子，如果未設隨機數種子，rand()在調用時會自動設隨機數種子為1。srand()用來設置rand()產生隨機數時的隨機數種子。參數seed必須是個整數，通常可以利用geypid()或time(0)的返回值來當做seed。如果每次seed都設相同值，rand()所產生的隨機數值每次就會一樣。

標準庫<cstdlib>（被包含于<iostream>中）提供兩個幫助生成偽隨機數的函數：

函數一：int rand(void)；

從srand (seed)中指定的seed開始，返回一個[seed, RAND_MAX（0x7fff）)間的隨機整數。

函數二：void srand(unsigned seed)；

參數seed是rand()的種子，用來初始化rand()的起始值。

可以認為rand()在每次被調用的時候，它會查看：

1） 如果用戶在此之前調用過srand(seed)，給seed指定了一個值，那么它會自動調用srand(seed)一次來初始化它的起始值。

2） 如果用戶在此之前沒有調用過srand(seed)，它會自動調用srand(1)一次。

根據上面的***點我們可以得出：

1） 如果希望rand()在每次程序運行時產生的值都不一樣，必須給srand(seed)中的seed一個變值，這個變值必須在每次程序運行時都不一樣（比如到目前為止流逝的時間）。

2） 否則，如果給seed指定的是一個定值，那么每次程序運行時rand()產生的值都會一樣，雖然這個值會是[seed, RAND_MAX（0x7fff）)之間的一個隨機取得的值。

3） 如果在調用rand()之前沒有調用過srand(seed)，效果將和調用了srand(1)再調用rand()一樣（1也是一個定值）。

舉幾個例子，假設我們要取得0～6之間的隨機整數（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<<" ";  }

每次運行都將輸出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

例二，指定seed為定值1：

srand(1);  for(int i=0;i<10;i++){   ran_num=rand() % 6;  cout<<ran_num<<" ";  }

每次運行都將輸出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

跟例子一的結果完全一樣。

例三，指定seed為定值6：

srand(6);  for(int i=0;i<10;i++)  {   ran_num=rand() % 6;  cout<<ran_num<<" ";  }

每次運行都將輸出：4 1 5 1 4 3 4 4 2 2

隨機值也是在[0,6）之間，隨得的值跟srand(1)不同，但是每次運行的結果都相同。

例四，指定seed為當前系統流逝了的時間（單位為秒）：time_t time(0)：

#include <ctime>  //&hellip;  srand((unsigned)time(0));  for(int i=0;i<10;i++)  {   ran_num=rand() % 6;  cout<<ran_num<<" ";  }

第一次運行時輸出：0 1 5 4 5 0 2 3 4 2

第二次：3 2 3 0 3 5 5 2 2 3

總之，每次運行結果將不一樣，因為每次啟動程序的時刻都不同（間隔須大于1秒？，見下）。

關于time_t time(0)：

time_t被定義為長整型，它返回從1970年1月1日零時零分零秒到目前為止所經過的時間，單位為秒。比如假設輸出：

cout<<time(0);

值約為1169174701，約等于37（年）乘365（天）乘24（小時）乘3600（秒）（月日沒算）。

另外，關于ran_num = rand() % 6，

將rand()的返回值與6求模是必須的，這樣才能確保目的隨機數落在[0,6)之間，否則rand()的返回值本身可能是很巨大的。
一個通用的公式是：

要取得[a,b)之間的隨機整數，使用（rand() % (b-a)）+ a （結果值將含a不含b）。

在a為0的情況下，簡寫為rand() % b。

函數三，關于偽隨機浮點數：

用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0～1之間的浮點數（注意，不同于整型時候的公式，是除以，不是求模），舉例：

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<<" ";  }

運行結果為：0.716636，0.457725，&hellip;等10個0～1之間的浮點數，每次結果都不同。

如果想取更大范圍的隨機浮點數，比如1～10，可以將

rand() /(double)(RAND_MAX)

改為

rand() /(double)(RAND_MAX/10)

運行結果為：7.19362，6.45775，&hellip;等10個1～10之間的浮點數，每次結果都不同。

至于100，1000的情況，如此類推。

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