rand与srand函数的使用

在c语言里面,两个函数包含在头文件里面,c++里面,标准库(被包含于中).

srand函数是随机数发生器的初始化函数。

原型:void srand(unsigned seed);

rand函数用来产生随机数,当然是伪随机数

原型:int rand(void)

seed的作用:srand函数的作用是根据参数seed,设置一个随机起始点,而rand函数根据这个起始点,产生随机数序列。默认的随机种子为1。如果随机种子一样,rand函数所产生的随机序列也一样。

因此,为使每次程序运行都能产生不同的随机序列,每次都应产生一个不同的种子参数 

说明

因为rand的内部实现是用线性同余法做的,它不是真的随机数,只不过是因为其周期特别长,所以有一定的范围里可看成是随机的,rand()会返回一随机数值,范围在0至RAND_MAX 间。在调用此函数产生随机数前,必须先利用srand()设好随机数种子,如果未设随机数种子,rand()在调用时会自动设随机数种子为1。rand()产生的是假随机数字,每次执行时是相同的。若要不同,以不同的值来初始化它.初始化的函数就是srand()

返回值:

返回0至RAND_MAX之间的随机整数值,RAND_MAX的范围最少是在32767之间(int),即双字节(16位数)。若用unsigned int 双字节是65535,四字节是4294967295的整数范围。

0~RAND_MAX每个数字被选中的机率是相同的。

运用示例: 

  1. //取得0~6之间的随机整数  
  2. #include   
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     for(int i=0;i<10;i++)  
  7.     {   
  8.         ran_num=rand()%6;  
  9.         cout<<ran_num<<" ";  
  10.     }  
  11.     return 0;  
  12. }  
  13. //由于种子默认都是1,故每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2  

指定seed为定值1时:

  1. //取得0~6之间的随机整数  
  2. #include   
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     srand(1);  
  7.     for(int i=0;i<10;i++)  
  8.     {   
  9.         ran_num=rand()%6;  
  10.         cout<<ran_num<<" ";  
  11.     }  
  12.     return 0;  
  13. }  
  14. //由于种子没变化,每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2   

指定seed为定值6:

  1. //取得0~6之间的随机整数  
  2. #include   
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     srand(6);  
  7.     for(int i=0;i<10;i++)  
  8.     {   
  9.         ran_num=rand()%6;  
  10.         cout<<ran_num<<" ";  
  11.     }  
  12.     return 0;  
  13. }  
  14. //由于种子没变化,每次运行都将输出:每次运行都将输出:4 1 5 1 4 3 4 4 2 2   

那么我们如何产生一个伪随机的种子呢?一般指定seed为当前系统流逝了的时间(单位为秒):time_t time(0):  

  1. //取得0~6之间的随机整数  
  2. #include   
  3. #include //时间函数  
  4.   
  5. int main()  
  6. {  
  7.     srand((unsigned)time(0));  
  8.     for(int i=0;i<10;i++)  
  9.     {   
  10.         ran_num=rand()%6;  
  11.         cout<<ran_num<<" ";  
  12.     }  
  13.     return 0;  
  14. }  

第一次运行时输出:0 1 5 4 5 0 2 3 4 2

第二次:3 2 3 0 3 5 5 2 2 3

总之,每次运行结果将不一样,因为每次启动程序的时刻都不同(间隔须大于1秒?见下)。 

关于time_t time(0): 

time_t被定义为长整型,它返回从1970年1月1日零时零分零秒到目前为止所经过的时间,单位为秒。比如假设输出:

cout<<time(0);

值约为1169174701,约等于37(年)乘365(天)乘24(小时)乘3600(秒)(月日没算)。 

另外,关于ran_num = rand() % 6,将rand()的返回值与6求模是必须的,这样才能确保目的随机数落在[0,6)之间,否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。

一个通用的公式是:(rand() % (b-a))+ a 

要取得[a,b)之间的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a (结果值将含a不含b)。在a为0的情况下,简写为rand() % b。 

另外还有一种比较常用的产生随机种子的函数:

srand(time(NULL)); //是以当前时间为种子,产生随意数。其中,time(NULL)用来获取当前时间,本质上得到的是一个大整数,然后用这个数来随机数。

最后,关于伪随机浮点数: 

rand() / double(RAND_MAX)可以取得0~1之间的浮点数(注意,不同于整型时候的公式,是除以,不是求模),举例:

  1. #include   
  2. #include //时间函数  
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     double ran_numf=0.0;  
  7.     srand((unsigned)time(0));  
  8.     for(int i=0;i<10;i++)  
  9.     {   
  10.         ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);  
  11.         cout<<ran_numf<<" ";  
  12.     }  
  13.   
  14.     return 0;  
  15. }  

运行结果为:0.716636,0.457725,…等10个0~1之间的浮点数,每次结果都不同。

如果想取更大范围的随机浮点数,比如1~10,可以将rand() /(double)(RAND_MAX) 改为rand() /(double)(RAND_MAX/10)

运行结果为:7.19362,6.45775,…等10个1~10之间的浮点数,每次结果都不同。

至于100,1000的情况,如此类推。 

以上不是伪随机浮点数最好的实现方法,不过可以将就着用用…

永不止步步 发表于12-30 10:28 浏览65535次
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永不止步步
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