C 产生伪随机数

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。

主要用到三个函数
rand()函数, srand()函数, time()函数

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;若要产生不同数,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() << '\t';  
    }
    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)。

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