C++ rand 與 srand 的用法

  • 2019 年 11 月 22 日
  • 筆記

電腦的隨機數都是由偽隨機數，即是由小M多項式序列生成的，其中產生每個小序列都有一個初始值，即隨機種子。（注意：小M多項式序列的周期是65535，即每次利用一個隨機種子生成的隨機數的周期是65535，當你取得65535個隨機數後它們又重複出現了。）

我們知道 rand() 函數可以用來產生隨機數，但是這不是真正意義上的隨機數，是一個偽隨機數，是根據一個數（我們可以稱它為種子）為基準以某個遞推公式推算出來的一系列數，當這系列數很大的時候，就符合正態公布，從而相當於產生了隨機數，但這不是真正的隨機數，當電腦正常開機後，這個種子的值是定了的，除非你破壞了系統。

1.rand()

功能:

隨機數發生器

用法:

所在頭文件：

rand() 的內部實現是用線性同餘法做的，它不是真的隨機數，因其周期特別長，故在一定的範圍里可看成是隨機的。

rand() 返回一隨機數值的範圍在 0 至 RAND_MAX 間。RAND_MAX 的範圍最少是在 32767 之間(int)。用 unsigned int 雙位元組是 65535，四位元組是 4294967295 的整數範圍。0~RAND_MAX 每個數字被選中的機率是相同的。

用戶未設定隨機數種子時，系統默認的隨機數種子為 1。

rand() 產生的是偽隨機數字，每次執行時是相同的; 若要不同, 用函數 srand() 初始化它。

2.srand()

功能:

初始化隨機數發生器

用法:

所在頭文件：

srand() 用來設置 rand() 產生隨機數時的隨機數種子。參數 seed 必須是個整數，如果每次 seed 都設相同值，rand() 所產生的隨機數值每次就會一樣。

3.使用當前時鐘作為隨機數種子

rand() 產生的隨機數在每次運行的時候都是與上一次相同的。若要不同, 用函數 srand() 初始化它。可以利用 srand((unsigned int)(time(NULL)) 的方法，產生不同的隨機數種子，因為每一次運行程式的時間是不同的。

4.產生隨機數的用法

  • 1) 給srand()提供一個種子，它是一個unsigned int類型；
  • 2) 調用rand()，它會根據提供給srand()的種子值返回一個隨機數(在0到RAND_MAX之間)；
  • 3) 根據需要多次調用rand()，從而不間斷地得到新的隨機數；
  • 4) 無論什麼時候，都可以給srand()提供一個新的種子，從而進一步"隨機化"rand()的輸出結果。

0~RAND_MAX 之間的隨機數程式

5.產生一定範圍隨機數的通用表示公式

  • 要取得 [a,b) 的隨機整數，使用 (rand() % (b-a))+ a;
  • 要取得 [a,b] 的隨機整數，使用 (rand() % (b-a+1))+ a;
  • 要取得 (a,b] 的隨機整數，使用 (rand() % (b-a))+ a + 1;

通用公式: a + rand() % n；其中的 a 是起始值，n 是整數的範圍。

要取得 a 到 b 之間的隨機整數，另一種表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

要取得 0～1 之間的浮點數，可以使用 rand() / double(RAND_MAX)。

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