C言語中用於發生隨機數的函數運用辦法總結

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在UNIX操作零碎和window的操作零碎上，我們知道有一個函數rand，它就是用來發生隨機數的函數API接口，那麼它的原理如何完成？
假如商定a1=f(seed),an+1=f(an)，那麼可以失掉一個序列a1,a2,a3..an，那麼要制造一個偽隨機函數rand，只需求讓它每調用一次就前往序列的下一個元素就行。其實就是相當於第1次調用rand前往a1，第2次前往a2，…，第n次前往an，這樣每次前往的數值都不一樣，也就是相當於隨機數了。但是其實不是真正的隨機數，真正的隨機數是運用物理景象發生的：比方擲錢幣、骰子、轉輪、運用電子元件的樂音、核裂變等等。這樣的隨機數發作器叫做物感性隨機數發作器，它們的缺陷是技術要求比擬高。那究竟什麼是隨機數呢？

隨機數：隨機數就是每次運轉代碼的時分隨機發生的數，每次發生的數的值是無法確定的，前往 0 到 RANDMAX 之間的隨機整數值，不包括 RANDMAX 的值，RANDMAX 的范圍最少是在32767之間（int），即雙字節（16位數）。若用 unsigned int 雙字節是65535，四字節是4294967295的整數范圍。而且 0 到 RANDMAX 每個數字被選中的概率是相反的。

原理：發生隨機數的原理是依據一個值，普通稱為隨機種子，然後把這個種子作為參數，經過一系列的公式運算發生出一個值，這個值就是隨機數。

在 C 言語當中運用隨機數要用到 rand 函數和 srand 函數，

int rand()：前往值為隨機值，參數為空，經過 rand 函數就會發生一個隨機數。

void srand(unsigned int seed)：前往值為空， 就是設置隨機種子的，當我們不設置隨機種子的時分，默許設置的種子為 1，也就是srand(1)。

運用：

#include<stdlib.h>//得引入 stdlib.h 這個頭文件
int main()
{
 int rand_num = rand();
 printf("rand_num = %d\n", rand_num);
 return 0;
}

每次運轉的後果都一樣，這是為什麼呢？下面曾經說了，隨機數發生的是有一個隨機種子作為參數，然後前往一個值，而且默許的隨機種子為1，所以每次發生的隨機數都一樣。

假如我們修正一下隨機種子，會發現隨機數和原來的不一樣了，但是每次運轉的後果還是一樣：

#include<stdlib.h>//得引入 stdlib.h 這個頭文件
int main()
{
 srand(3);
 int rand_num = rand();
 printf("rand_num = %d\n", rand_num);
 srand(5);
 rand_num = rand();
 printf("rand_num = %d\n", rand_num);
 return 0;
}

兩次的輸入後果不一樣，我的輸入後果如下：

rand_num = 50421

rand_num = 847425747

但是我們順序一定是寫好之後，不改動隨機種子，然後每次發生不同的值才對啊，那我們來如何做呢？既然發生的隨機值與種子有關，只需每次的隨機種子不一樣，那麼發生的隨機值也不一樣，我們就可以把時間作為隨機種子，由於每次運轉時，時間都不一樣，因而發生的隨機值也不一樣，因而我們可以這樣：

#include<time.h> //運用 time 函數必需引入 time.h 頭文件
#include<stdlib.h>
int main()
{
 srand((int)time(0));
 int rand_num = rand();
 printf("rand_num = %d\n", rand_num);
 return 0;
}

這樣的話，每次輸入後果都不一樣了。

經過下面的辦法，我們可以獲取不同的隨機值了，但是我們普通會獲取一定范圍內的隨機值，比方前往 0~100 之間的前往值，比方模仿骰子，隨機前往 1~6 的值。那麼我們該如何做呢？

我們要前往 0~6 的隨機值，只需在下面前往隨機值的中央對 7 取余即可：

int rand_num = rand() % 7;
printf("rand_num = %d\n", rand_num);

所以我們假如要前往 0~a 的隨機值，只需對 a + 1 取余即可，所以有上面的公式：

int rand_num = rand() % (a + 1);//前往 0 ~ a 的隨機值

假如我們要前往 a ~ b 的隨機值，公式是什麼呢？由於隨機數取余法只能前往 0 到某個數的隨機值，所以 a ~ b 的隨機值，我們可以先前往 0 ~ (b – a)的隨機值，然後再加上 a 即可:

int rand_num = rand() % (b - a + 1);//1、前往 0 ~ （b - a）的隨機值
rand_num = rand_num + a; //2、前往 a ~ b 的隨機值

因而下面的 1 和 2 兼並之後的公式為：

int rand_num = rand() % (b - a + 1) + a;//前往 a ~ b 的隨機值

大家如今做這樣的操作：

#include<stdlib.h>
int main()
{
 srand(2);//隨機種子固定為2
 for(int i = 0; i < 5; i++)
 {
 int rand_num = rand();
 printf("rand_num = %d\n", rand_num);//留意輸入後果  
 }
 return 0;
}

既然隨機種子一樣，為什麼輸入後果不一樣呢？這裡得留意一下，假如順序沒有完畢，而且也沒有重新設置過隨機種子，那麼零碎會把上次的隨機值作為下次隨機函數的隨機種子，因而在下面的 for 循環當中，其實每次的循環種子都不一樣，怎樣驗證呢？先看我這裡的輸入後果為：

rand_num = 33614

rand_num = 564950498

rand_num = 1097816499

rand_num = 1969887316

rand_num = 140734213

我們可以把隨機種子設置成其中的一個 rand_num 值，比方 33614，那麼輸入後果假如為 564950498 的話，那麼闡明在 for 循環中每次都把隨機值作為下次的隨機函數的隨機種子了。

srand(33614);
int rand_num = rand();
printf("rand_num = %d\n", rand_num);

後果：

rand_num = 564950498；

驗證終了。

arc4random() 函數：

這個函數是 C 言語封裝的一個比擬智能的隨機函數，我們只需調用這個函數，就會發生隨機數，不必設置隨機種子，而且用法很復雜：

int arc_rand = arc4random();
printf("arc_rand = %d\n", arc_rand);

每次的運轉後果都不一樣。假如要發生 a ~ b 的隨機值，公式也是：

arc4random() % (b - a + 1) + a;