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C 语言产生随机数的方法

2016-07-09 21:42 CPP开发者

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来源: xianghang123

链接:http://www.cnblogs.com/xianghang123/archive/2011/08/24/2152404.html


在 C 语言中, rand() 函数可以用来产生随机数,但是这不是真真意义上的随机数,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,为了改变这个种子的值,C 提供了 srand() 函数,它的原形是 void srand( int a)。


可能大家都知道 C 语言中的随机函数 random,可是 random 函数并不是 ANSI C 标准,所以说,random 函数不能在 gcc,vc 等编译器下编译通过。


rand() 会返回一随机数值,范围在 0 至 RAND_MAX 间。返回 0 至 RAND_MAX 之间的随机数值,RAND_MAX 定义在 stdlib.h,(其值至少为 32767) 我运算的结果是一个不定的数,要看你定义的变量类型,int 整形的话就是 32767。 在调用此函数产生随机数前,必须先利用 srand() 设好随机数种子,如果未设随机数种子,rand() 在调用时会自动设随机数种子为 1。一般用 for 语句来设置种子的个数。具体见下面的例子。


一 如何产生不可预见的随机序列呢


利用 srand((unsigned int)(time(NULL)) 是一种方法,因为每一次运行程序的时间是不同的。


在 C 语言里所提供的随机数发生器的用法:现在的 C 编译器都提供了一个基于 ANSI 标准的伪随机数发生器函数,用来生成随机数。它们就是 rand() 和 srand() 函数。这二个函数的工作过程如下:


1) 首先给 srand() 提供一个种子,它是一个 unsigned int 类型,其取值范围从 0~65535;


2) 然后调用 rand(),它会根据提供给 srand() 的种子值返回一个随机数 (在 0 到 32767 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。


下面是 0~32767 之间的随机数程序:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>                       //使用当前时钟做种子


void main(void)

{int i;

srand((unsigned)time( NULL ) );          // 初始化随机数

     for(i = 0; i < 10;i++)                          // 打印出 10 个随机数

          printf("%d\n", rand() );

}


根据上面的程序可以很容易得到 0~1 之间的随机数:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>  


int main( )

{int i;

srand((unsigned)time( NULL ) );  

       for(i = 0; i < 10;i++)

            printf("%5.2f\n", rand()/32767.0);

}


而产生 1~100 之间的随机数可以这样写:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>  


int main( )

{

    int i;

srand((unsigned)time( NULL ) );  

       for(i = 0; i < 10;i++)

            printf("%d\n", rand()%100+1);

}


come from http://hi.baidu.com/akaneyu


二  三个通用的随机数发生器,推荐用第三个


函数名: rand

功  能: 随机数发生器

用  法: void rand(void);

程序例:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>


int main(void)

{

   int i;

  printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");

   for(i=0; i<10; i++)

      printf("%d\n", rand() % 100);

   return 0;

}


函数名: random

功  能: 随机数发生器

用  法: int random(int num);

程序例:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>  


/* prints a random number in the range 0 to 99 */

int main(void)

{

   randomize();

   printf("Random number in the 0-99 range: %d\n", random (100));

   return 0;

}


函数名: randomize     这个比较好!


功  能: 初始化随机数发生器

用  法: void randomize(void);

程序例:


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>  


int main(void)

{

   int i;

    randomize();

   printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");

   for(i=0; i<10; i++)

       printf("%d\n", rand() % 100);

   return 0;

}


在《计算机常用算法》中有介绍随机数的生成算法


三 如何产生设定范围内的随机数


由于 rand 产生的随机数从 0 到 rand_max,而 rand_max 是一个很大的数,那么如何产生从 X~Y 的数呢?


从 X 到 Y,有 Y-X+1 个数,所以要产生从 X 到 Y 的数,只需要这样写:


k=rand()%(Y-X+1)+X;


这样,就可以产生你想要的任何范围内的随机数了。


四 产生不重复的随机数


1)


#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>  


swap(int *pm,int *pn)      /* 必须用指针进行交换 */

{

   int temp;

   temp=*pm;

   *pm=*pn;

   *pn=temp;

}

 

int main(void)

{

int   i,a[513];

/*int *pa,*pb;*/

srand((unsigned)time( NULL ) ); /* 定义这个可以产生不同的随机数 */

for(i=1;   i<=512;   i++){a[i]=i;printf("%4d",a[i]);}

for(i=512;   i>=1;   i--)

{

 /* pa=&a[i]; pb=&a[rand()%i+1];*/

  swap(&a[i], &a[rand()%i+1]);     /* 加一是从一到 i 的随机,就不会包含 0*/

  /* 不用再定义指针,这样结论是一样的 */

}

   printf("\n")  ;

 for(i=1;   i<=64;   i++)

   printf("%4d",a[i] );

getch();   /*wintc 的输出 */

}


2)


    #include <stdlib.h>

    #include <stdio.h>

    #include <time.h>  


int main(void)

{

   int a[100]={0};  int i,m;

    for(i=1;   i<=99;   ++i)

     printf("%4d",a[i] );

 

srand((unsigned)time( NULL ) );

 

for(i=1; i<=99; i++)

{

        while(a[m=rand()%100+1]);

        a[m] = i;

}

       for(i=1;   i<=99;   ++i)

     printf("%4d",a[i] );

 

getch();

}


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