C语言如何生成随机数

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在实际编程中,我们经常需要生成随机数,例如,贪吃蛇游戏中在随机的位置出现食物,扑克牌游戏中随机发牌。

在C语言中,我们一般使用

intrand(void);

void表示不需要传递参数。

C语言中还有一个random()函数可以获取随机数,但是random()不是标准函数,不能在VC/VS等编译器通过,所以比较少用。

rand()会随机生成一个位于0~RAND_MAX之间的整数。

RAND_MAX是

下面是一个随机数生成的实例:

#include

#include

intmain(){

inta=rand();

printf("%d\n",a);

return0;

}

运行结果举例:

193

随机数的本质

多次运行上面的代码,你会发现每次产生的随机数都一样,这是怎么回事呢?为什么随机数并不随机呢?

实际上,rand()函数产生的随机数是伪随机数,是根据一个数值按照某个公式推算出来的,这个数值我们称之为“种子”。种子和随机数之间的关系是一种正态分布,如下图所示:

C语言随机数和种子之间呈正态分布

种子在每次启动计算机时是随机的,但是一旦计算机启动以后它就不再变化了;也就是说,每次启动计算机以后,种子就是定值了,所以根据公式推算出来的结果(也就是生成的随机数)就是固定的。

重新播种

我们可以通过srand()函数来重新“播种”,这样种子就会发生改变。srand()的用法为:

voidsrand(unsignedintseed);

它需要一个unsignedint类型的参数。在实际开发中,我们可以用时间作为参数,只要每次播种的时间不同,那么生成的种子就不同,最终的随机数也就不同。

使用

srand((unsigned)time(NULL));

有兴趣的读者请猛击这里自行研究time()函数的用法,本节我们不再过多讲解。

对上面的代码进行修改,生成随机数之前先进行播种:

#include

#include

#include

intmain(){

inta;

srand((unsigned)time(NULL));

a=rand();

printf("%d\n",a);

return0;

}

多次运行程序,会发现每次生成的随机数都不一样了。但是,这些随机数会有逐渐增大或者逐渐减小的趋势,这是因为我们以时间为种子,时间是逐渐增大的,结合上面的正态分布图,很容易推断出随机数也会逐渐增大或者减小。

生成一定范围内的随机数

在实际开发中,我们往往需要一定范围内的随机数,过大或者过小都不符合要求,那么,如何产生一定范围的随机数呢?我们可以利用取模的方法:

inta=rand()%10;//产生0~9的随机数,注意10会被整除

如果要规定上下限:

inta=rand()%51+13;//产生13~63的随机数

分析:取模即取余,rand()%51+13我们可以看成两部分:rand()%51是产生0~50的随机数,后面+13保证a最小只能是13,最大就是50+13=63。

最后给出产生13~63范围内随机数的完整代码:

#include

#include

#include

intmain(){

inta;

srand((unsigned)time(NULL));

a=rand()%51+13;

printf("%d\n",a);

return0;

}

连续生成随机数

有时候我们需要一组随机数(多个随机数),该怎么生成呢?很容易想到的一种解决方案是使用循环,每次循环都重新播种,请看下面的代码:

#include

#include

#include

intmain(){

inta,i;

//使用for循环生成10个随机数

for(i=0;i<10;i++){   srand((unsigned)time(NULL));   a=rand();   printf("%d",a);   }   return0;   }   运行结果举例:   8888888888   运行结果非常奇怪,每次循环我们都重新播种了呀,为什么生成的随机数都一样呢?   这是因为,for循环运行速度非常快,在一秒之内就运行完成了,而time()函数得到的时间只能精确到秒,所以每次循环得到的时间都是一样的,这样一来,种子也就是一样的,随机数也就一样了。

到此,相信大家对“C语言如何生成随机数”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!


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