c語言中如何生成隨機(jī)數(shù)

小編給大家分享一下c語言中如何生成隨機(jī)數(shù)，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

生成隨機(jī)數(shù)的N種方式

首先需要說明的是，計算機(jī)中生成的隨機(jī)數(shù)嚴(yán)格來說都是偽隨機(jī)，即非真正的隨機(jī)數(shù)，真正隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)樣本不可重現(xiàn)。那么我們來看看代碼中有哪些方式可以生成隨機(jī)數(shù)。

rand

rand函數(shù)聲明如下：

#include <stdlib.h> int rand(void);

rand函數(shù)返回[0,RAND_MAX)范圍的隨機(jī)整數(shù)，在我的機(jī)器上，RAND_MAX為2147483647。

使用示例：

rand.c */ #include<stdlib.h> #include<stdio.h> int main(void) {     int i = 0;     while(i < 5)     {         printf("%d ",rand());         i++;      }     printf("\n");     return 0; }

編譯運行：

$ gcc -o rand rand.c ./rand 1804289383 846930886 1681692777 1714636915 1957747793

多運行幾次，你就會驚喜地發(fā)現(xiàn)，每次運行的結(jié)果都是一樣的!!!這還玩?zhèn)€毛線?

srand

別急，rand雖然每次運行的結(jié)果都是一樣的，那是因為它的種子默認(rèn)為1。每一個種子會有一串看似隨機(jī)的序列，每次取下一個出來，整體都近乎是隨機(jī)分布的。但是如果你的種子每次都是一樣的，那么每次運行可能得到的結(jié)果也是一樣的。我們需要利用srand給它一個種子。

#include <stdlib.h> void srand(unsigned int seed);

為了保證我們每次的得到的隨機(jī)數(shù)不一樣，我們必須在每次調(diào)用時，都確保種子不一樣，因此通常會選擇使用時間作為種子，注意這只是通常的種子選擇，你可以根據(jù)實際使用需求進(jìn)行選擇。

于是我們在使用之前設(shè)置好種子，使用示例：

rand.c */ #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<time.h> int main(void) {     srand(time(NULL));//設(shè)置隨機(jī)種子，注意只需要設(shè)置一次即可     int i = 0;     while(i < 5)//生成5個隨機(jī)數(shù)     {         printf("%d ",rand());         i++;      }     printf("\n");     return 0; }

現(xiàn)在好了，每次運行生成的都不一樣了。但是還有一個問題，如果這種方式在多線程下使用，也是不可取的，因為rand不是可重入函數(shù)。它的每次調(diào)用都會修改一些隱藏的屬性，因此在多線程中使用它并不合適。

rand_r

為了在多線程下使用，我們使用rand_r，使用方式和rand是一樣的：

#include <stdlib.h> int rand_r(unsigned int *seedp);

使用示例：

#include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<time.h> int main(void) {     unsigned int seed = time(NULL);     int i = 0;     while(i < 5)//生成5個隨機(jī)數(shù)     {         printf("%d ",rand_r(&seed));         i++;     }     printf("\n");     return 0; }

多線程中，多個線程可能幾乎同時調(diào)用，那它們的種子可能也一樣，如果想不一樣，還可以將種子設(shè)置成和線程id有關(guān)。

unsigned int seed  = time(NULL)^pthread_self();

random

通過前面的例子可以發(fā)現(xiàn)，rand生成的整數(shù)范圍是有限的，為了生成更大范圍，可以使用random：

#include <stdlib.h> long int random(void); void srandom(unsigned int seed);

random返回的類型為long  int，因此在一定程度上，它生成的范圍要大得多。另外與rand類似，需要使用srandom函數(shù)設(shè)置種子。具體的例子就不再放出了。

生成指定范圍隨機(jī)數(shù)

前面的例子都是生成[1,RAND_MAX]之間的數(shù)，如果要生成指定區(qū)間的隨機(jī)數(shù)呢?假設(shè)a和b不超過int范圍以及它們的差值不超過rand的生成范圍。

[a,b)

左閉右開區(qū)間，即包含a，不包含：

(rand() % (b - a)) + a;

[a,b]

左閉右閉，即包含a和b：

(rand() % (b - a + 1)) + a;

(a,b]

左開右閉，即不包含a，包含b：

(rand() % (b-a)) + a + 1;

[0,b]

rand() % b ;

0到1之間的浮點數(shù)

rand()/(double)RAND_MAX;

舉例

生成[2,10)之間的隨機(jī)數(shù)5個：

#include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<time.h> int main(void) {     srand(time(NULL));//設(shè)置隨機(jī)種子，注意只需要設(shè)置一次即可     int i = 0;     int a = 2;     int b = 10;     while(i < 5)//生成5個隨機(jī)數(shù)     {         printf("%d ",( rand() % ( b - a ) )+ a);         i++;      }     printf("\n");     return 0; }

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