用C語言的rand()和srand()產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)的方法總結(jié)
rand()會返回一隨機(jī)數(shù)值,范圍在0至RAND_MAX 間。在調(diào)用此函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)前,必須先利用srand()設(shè)好隨機(jī)數(shù)種子,如果未設(shè)隨機(jī)數(shù)種子,rand()在調(diào)用時會自動設(shè)隨機(jī)數(shù)種子為1。srand()用來設(shè)置rand()產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)時的隨機(jī)數(shù)種子。參數(shù)seed必須是個整數(shù),通??梢岳胓eypid()或time(0)的返回值來當(dāng)做seed。如果每次seed都設(shè)相同值,rand()所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)值每次就會一樣。
標(biāo)準(zhǔn)庫<cstdlib>(被包含于<iostream>中)提供兩個幫助生成偽隨機(jī)數(shù)的函數(shù):
函數(shù)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(jī)整數(shù)。
函數(shù)二:void srand(unsigned seed);
參數(shù)seed是rand()的種子,用來初始化rand()的起始值。
可以認(rèn)為rand()在每次被調(diào)用的時候,它會查看:
1) 如果用戶在此之前調(diào)用過srand(seed),給seed指定了一個值,那么它會自動調(diào)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(diào)用過srand(seed),它會自動調(diào)用srand(1)一次。
根據(jù)上面的***點(diǎn)我們可以得出:
1) 如果希望rand()在每次程序運(yùn)行時產(chǎn)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(yùn)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(yùn)行時rand()產(chǎn)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(jī)取得的值。
3) 如果在調(diào)用rand()之前沒有調(diào)用過srand(seed),效果將和調(diào)用了srand(1)再調(diào)用rand()一樣(1也是一個定值)。
舉幾個例子,假設(shè)我們要取得0~6之間的隨機(jī)整數(shù)(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(yùn)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(yùn)行都將輸出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2
跟例子一的結(jié)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(yùn)行都將輸出:4 1 5 1 4 3 4 4 2 2
隨機(jī)值也是在[0,6)之間,隨得的值跟srand(1)不同,但是每次運(yùn)行的結(jié)果都相同。
例四,指定seed為當(dāng)前系統(tǒng)流逝了的時間(單位為秒):time_t time(0):
- #include <ctime>
- //…
- srand((unsigned)time(0));
- for(int i=0;i<10;i++)
- {
- ran_num=rand() % 6;
- cout<<ran_num<<" ";
- }
***次運(yùn)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(yùn)行結(jié)果將不一樣,因?yàn)槊看螁映绦虻臅r刻都不同(間隔須大于1秒?,見下)。
關(guān)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(jīng)過的時間,單位為秒。比如假設(shè)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(guān)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(jī)數(shù)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(jī)整數(shù),使用(rand() % (b-a))+ a (結(jié)果值將含a不含b)。
在a為0的情況下,簡寫為rand() % b。
***,關(guān)于偽隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù):
用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0~1之間的浮點(diǎn)數(shù)(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(yùn)行結(jié)果為:0.716636,0.457725,…等10個0~1之間的浮點(diǎn)數(shù),每次結(jié)果都不同。
如果想取更大范圍的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù),比如1~10,可以將
- rand() /(double)(RAND_MAX)
改為
- rand() /(double)(RAND_MAX/10)
運(yùn)行結(jié)果為:7.19362,6.45775,…等10個1~10之間的浮點(diǎn)數(shù),每次結(jié)果都不同。
至于100,1000的情況,如此類推。
以上不是偽隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)***的實(shí)現(xiàn)方法,不過可以將就著用用。
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