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c語言中 基於隨機函數的使用詳解

編輯:C語言基礎知識

在C語言中,rand()函數可以用來產生隨機數,但是這不是真真意義上的隨機數,是一個偽隨機數,是根據一個數,我們可以稱它為種子,為基准以某個遞推公式推算出來的一系數,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,當計算機正常開機後,這個種子的值是定了的,除非你破壞了系統,為了改變這個種子的值,C提供了srand()函數,它的原形是void srand( int a)。
可能大家都知道C語言中的隨機函數random,可是random函數並不是ANSI C標准,所以說,random函數不能在gcc,vc等編譯器下編譯通過。

rand()會返回一隨機數值,范圍在0至RAND_MAX 間。返回0至RAND_MAX之間的隨機數值,RAND_MAX定義在stdlib.h,(其值至少為32767)我運算的結果是一個不定的數,要看你定義的變量類型,int整形的話就是32767。 在調用此函數產生隨機數前,必須先利用srand()設好隨機數種子,如果未設隨機數種子,rand()在調用時會自動設隨機數種子為1。一般用for語句來設置種子的個數。具體見下面的例子。

一 如何產生不可預見的隨機序列呢
利用srand((unsigned int)(time(NULL))是一種方法,因為每一次運行程序的時間是不同的。

在C語言裡所提供的隨機數發生器的用法:現在的C編譯器都提供了一個基於ANSI標准的偽隨機數發生器函數,用來生成隨機數。它們就是rand()和srand()函數。這二個函數的工作過程如下:

1) 首先給srand()提供一個種子,它是一個unsigned int類型,其取值范圍從0~65535;

2) 然後調用rand(),它會根據提供給srand()的種子值返回一個隨機數(在0到32767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。
下面是0~32767之間的隨機數程序:
代碼如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>           //使用當前時鐘做種子

void main( void )
{
  int i;
  srand( (unsigned)time( NULL ) );          //初始化隨機數
     for( i = 0; i < 10;i++ )                          //打印出10個隨機數
          printf( " %d\n", rand() );
}

根據上面的程序可以很容易得到0~1之間的隨機數:
代碼如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
main( )
{
   int i;
   srand( (unsigned)time( NULL ) ); 
       for( i = 0; i < 10;i++ )
            printf( "%5.2f\n", rand()/32767.0);
}

而產生1~100之間的隨機數可以這樣寫:
代碼如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
main( )
{
   int i;
   srand( (unsigned)time( NULL ) ); 
       for( i = 0; i < 10;i++ )
            printf( "%d\n", rand()%100+1);
}

二,三個通用的隨機數發生器,推薦用第三個
函數名: rand
功 能: 隨機數發生器
用 法: void rand(void);
程序例:
代碼如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
   int i;

   printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");
   for(i=0; i<10; i++)
      printf("%d\n", rand() % 100);
   return 0;
}

函數名: randomize 這個比較好!
功 能: 初始化隨機數發生器
用 法: void randomize(void);
程序例:
代碼如下:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
   int i;

   randomize();
   printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");
   for(i=0; i<10; i++)
       printf("%d\n", rand() % 100);
   return 0;
}

在《計算機常用算法》中有介紹隨機數的生成算法

三 如何產生設定范圍內的隨機數

由於rand產生的隨機數從0到rand_max,而rand_max是一個很大的數,那麼如何產生從X~Y的數呢?

從X到Y,有Y-X+1個數,所以要產生從X到Y的數,只需要這樣寫:

k=rand()%(Y-X+1)+X;

這樣,就可以產生你想要的任何范圍內的隨機數了。

四 為了產生不重復的隨機數
srand( (unsigned)time( NULL ) ); //初始化隨機數

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