在日常编程中我们经常会遇到需要随机数的情况,虽然目前的随机数都是伪随机,不过还是可以满足需求的。那么在C语言中,我们该如何产生一定范围内的随机数呢?
工具/原料
任意一个可以进行C语言程序开发的IDE
一、建立一个简单演示项目
1、这里我们依然使用方便简单的Devc++来进行代码的编写及测试。关于Devc++的使用可以参考另一篇经验。我们这里建立一个简单的演示项目,先保持默认的代码。
二、了解相关库函数
1、首先来看看C语言的库函数。可以看到伪随机数生成器是在头文件stdlib.h中定义的。主要是两个函数:rand 和 srand。
2、先看看库函数:rand。
3、再来看看库函数:srand
4、可以看到文档中说,rand会生成0-RAND_MAX的整型数,我们再来看看这个RAND_MAX是什么。
三、编写随机数生成代码
1、其实我们在rand文档中就可以看到相关的代码。
2、我们来运行下程序看看。在运行时我们可以发现,无论我们运行程序多少次,该代码生成的伪随机数都是50041,从来没有变过。第二个数字是rand所能生成的最大伪随机数,之所以把这个打印出来,是因为我们待会要讨论一个问题。
3、那么如何才能够让程序运行时生成的伪随机数看起来是随机的,起码不是一个不变的随机数。这就要用到我们的srand函数了。srand函数是用一个随机数种子初始化随机数生成器的。如果不使用sr锾攒揉敫and来初始化随机数生成器,那么rand生成的结果是与srand(1)是一样的。我们来看看是不是这样。
4、如果我们把srand的参数换成别的呢。比如9527。可以看到生成的伪随机数确实是变了,但是问题依然存在,那就是生成的始终是一个数字。
5、看来,我们只有给srand赋值不同的参数才能解决这个问题。那么该如何在程序运行时保证srand的参数不一样呢。你一定想到了时间这个东西,没错就是将时间传递给srand。上代码,我们代码一次生成了10个伪随机数。看起来貌似是那么回事了,好像能够正常工作。但是这里面有一个坑。
四、填上面代码的坑
1、上面的代码看起来运行的很好,看起来也确实是随机的,但是隐藏了一个问题。我们先来生成40个伪随机数看看。
2、上面的运行结果有什么问鞑民略锈题?我们看到生成的40个伪随机数有50000+、60000+、70000+、80000+,最大的数是82556。没有一个90000以上的,实际上也不会出现一邗锒凳审个大于82767,也就是不会出现一个大于50000+32767的数。你可能觉得是生成的数少造成的,但是答案是无论你生成多少数都是我说的那样。为什么?我们看rand的文档说,rand生成的数在0-RAND_MAX之间,这个RAND_MAX我们已经打印出来了,是32767。也就是rand生成的最大数是32767,所以再加50000,最大也就是82767。既然这样,那该怎么办。看代码:
3、上面的代码,我们通过多次调用不同范围的随机数生成器,来生成给定范围内的随机数,然后通过求和以达到我们的目的。运行下看看。可以看到最小的数字是71025,最大的是140257。
五、进一步建议
1、在最新的C++11标准中,有一个random库也提供了随机数生成功能。相比较来说功能更强大,使用更方便,起码在生成大随机数时比C库要方便。