随机数的生成

  • C语言中有可以产生随机数据的函数,需要添加 stdlib.h 头文件与 time.h 头文件。首先在 main 函数开头加上“srand( (unsigned) time(NULL) )",这个语句将生成随机数的种子。然后,在需要使用随机数的地方使用 rand() 函数。

下面是一段生成十个随机数的代码:
随机数的生成

  • 显然输出结果肯定是实时变化的,上面的结果只是一个举例。同时还需要知道,rand() 函数只能[0, RAND_MAX] 范围内的整数 (RAND_MAX 是 stdlib.h 中的一个常数,在不同系统环境中,该常数的值有所不同,这里使用的是32767)
  • 因此如果想要输出给定范围 [a, b] 内的随机数,需要使用 rand()%(b - a + 1) + a。显然**rand() % (b - a + 1)**的范围是 [0, b-a],再加上a之后就是 [a, b]。例如下面的代码就可以生成 [0, 1] 与 [3, 7] 范围内的随机数:
    随机数的生成
  • 可以发现,这种做法只对左右端点相差不超过 RAND_MAX 的区间的随机数有效,如果需要生成更大的数 (例如 [a, b],b大于32767)就不行了。
  • 想要生成大范围的随机数有很多方法,例如可以多次生成 rand 随机数,然后用位运算拼接起来 (或者直接把两个 rand 随机数相乘);也可以随机选每一个数位的值 (0~9) ,然后拼接成一个大整数。
  • 当然,也可以采用另一种思路:先用 rand() 生成一个 [0, RAND_MAX] 范围内的随机数,然后用这个随机数除以RAND_MAX,这样就会得到一个 [0, 1] 范围内的浮点数。我们只需要用这个浮点数乘以范围长度 (b - a + 1),再加上a即可,即 (int) ( (double)rand()/32767 * (b-a+1)+a ), 相当于这个浮点数就是 [a, b] 范围内的比例位置。下面是一个生成 [10000, 60000] 范围内随机数的示例:
    随机数的生成