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本篇文章給大家分享的是有關(guān)怎么在C語言中使用rand與srand生成隨機數(shù),小編覺得挺實用的,因此分享給大家學(xué)習(xí),希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲,話不多說,跟著小編一起來看看吧。
在C語言中,我們一般使用 <stdlib.h> 頭文件中的 rand() 函數(shù)來生成隨機數(shù),它的用法為:
int rand (void);
void 表示不需要傳遞參數(shù)。
C語言中還有一個 random() 函數(shù)可以獲取隨機數(shù),但是 random() 不是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),不能在 VC/VS 等編譯器通過,所以比較少用。
rand() 會隨機生成一個位于 0 ~ RAND_MAX 之間的整數(shù)。
RAND_MAX 是 <stdlib.h> 頭文件中的一個宏,它用來指明 rand() 所能返回的隨機數(shù)的最大值。C語言標(biāo)準(zhǔn)并沒有規(guī)定 RAND_MAX 的具體數(shù)值,只是規(guī)定它的值至少為 32767。在實際編程中,我們也不需要知道 RAND_MAX 的具體值,把它當(dāng)做一個很大的數(shù)來對待即可。
下面是一個隨機數(shù)生成的實例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(){ int a = rand(); printf("%d\n",a); return 0; }
運行結(jié)果舉例:
193
多次運行上面的代碼,你會發(fā)現(xiàn)每次產(chǎn)生的隨機數(shù)都一樣,這是怎么回事呢?為什么隨機數(shù)并不隨機呢?
實際上,rand() 函數(shù)產(chǎn)生的隨機數(shù)是偽隨機數(shù),是根據(jù)一個數(shù)值按照某個公式推算出來的,這個數(shù)值我們稱之為“種子”。種子和隨機數(shù)之間的關(guān)系是一種正態(tài)分布,如下圖所示:
C語言隨機數(shù)和種子之間呈正態(tài)分布
種子在每次啟動計算機時是隨機的,但是一旦計算機啟動以后它就不再變化了;也就是說,每次啟動計算機以后,種子就是定值了,所以根據(jù)公式推算出來的結(jié)果(也就是生成的隨機數(shù))就是固定的。
我們可以通過 srand() 函數(shù)來重新“播種”,這樣種子就會發(fā)生改變。srand() 的用法為:
void srand (unsigned int seed);
它需要一個 unsigned int 類型的參數(shù)。在實際開發(fā)中,我們可以用時間作為參數(shù),只要每次播種的時間不同,那么生成的種子就不同,最終的隨機數(shù)也就不同。
使用 <time.h> 頭文件中的 time() 函數(shù)即可得到當(dāng)前的時間(精確到秒),就像下面這樣:
srand((unsigned)time(NULL));
有興趣的讀者請猛擊這里自行研究 time() 函數(shù)的用法,本節(jié)我們不再過多講解。
對上面的代碼進行修改,生成隨機數(shù)之前先進行播種:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main() { int a; srand((unsigned)time(NULL)); a = rand(); printf("%d\n", a); return 0; }
多次運行程序,會發(fā)現(xiàn)每次生成的隨機數(shù)都不一樣了。但是,這些隨機數(shù)會有逐漸增大或者逐漸減小的趨勢,這是因為我們以時間為種子,時間是逐漸增大的,結(jié)合上面的正態(tài)分布圖,很容易推斷出隨機數(shù)也會逐漸增大或者減小。
在實際開發(fā)中,我們往往需要一定范圍內(nèi)的隨機數(shù),過大或者過小都不符合要求,那么,如何產(chǎn)生一定范圍的隨機數(shù)呢?我們可以利用取模的方法:
int a = rand() % 10; //產(chǎn)生0~9的隨機數(shù),注意10會被整除
如果要規(guī)定上下限:
int a = rand() % 51 + 13; //產(chǎn)生13~63的隨機數(shù)
分析:取模即取余,rand()%51+13我們可以看成兩部分:rand()%51是產(chǎn)生 0~50 的隨機數(shù),后面+13保證 a 最小只能是 13,最大就是 50+13=63。
最后給出產(chǎn)生 13~63 范圍內(nèi)隨機數(shù)的完整代碼:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main(){ int a; srand((unsigned)time(NULL)); a = rand() % 51 + 13; printf("%d\n",a); return 0; }
有時候我們需要一組隨機數(shù)(多個隨機數(shù)),該怎么生成呢?很容易想到的一種解決方案是使用循環(huán),每次循環(huán)都重新播種,請看下面的代碼:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main() { int a, i; //使用for循環(huán)生成10個隨機數(shù) for (i = 0; i < 10; i++) { srand((unsigned)time(NULL)); a = rand(); printf("%d ", a); } return 0; }
運行結(jié)果舉例:
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
運行結(jié)果非常奇怪,每次循環(huán)我們都重新播種了呀,為什么生成的隨機數(shù)都一樣呢?
這是因為,for 循環(huán)運行速度非???,在一秒之內(nèi)就運行完成了,而 time() 函數(shù)得到的時間只能精確到秒,所以每次循環(huán)得到的時間都是一樣的,這樣一來,種子也就是一樣的,隨機數(shù)也就一樣了。
以上就是怎么在C語言中使用rand與srand生成隨機數(shù),小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘9ぷ鲿姷交蛴玫降摹OM隳芡ㄟ^這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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