【编程经验】C语言中如何使用随机数？

C语言中如何使用随机数

随机数的使用，是不少在学C语言过程中进行一些小功能开发的同学的一个技术问题，今天我们就为大家讲解如何在C语言中使用随机数。

通常情况下，使用最多的方法的就是使用rand函数随机生成伪随机数来完成随机数的生成工作。注意这里的伪随机数并非是假的! 只不过是计算机按自己的一套理论生成，并不是”完全理想”状态下的随机数，所以是可以接受的。

函数原型为：int rand(void); 需要包含stdlib头文件，它可以生成一个0 ~RAND_MAX之间的数字，其中RAND_MAX是一个宏，VC6下笔者查看为0x7fff，建议大家亲自上机实验！

这个时候你可能会遇到下面几个问题：

Q1：为什么每次生成的数字都一样？

A1：rand函数每次生成的数字与所谓的”种子”有关，使用rand函数前需要使用srand函数进行种种子(请见后文)。如果没有调用，系统会默认给1，导致每次的随机数都一样。

Q2：为什么最大是0x7fff？

A2：这可能取决于编译器环境，笔者这里是VC6，在rand的函数中看到定义的最大值为0x7fff，如下图：

Q3：如果我想生成特定范围内的数字，该如何写呢？

A3：多多利用%求余运算符即可。如：

生成10以内的数字，可以参考rand()%10

生成1~10之间的数字，可以参考rand()%10+1

特定的，要生成a~b之间的数字，可以参考rand()%(b-a+1)+a

而更多时候，我们希望每次运行生成的数字都不相同，这个时候需要配合srand函数来解决这一问题。关于具体原因，大家可以参考rand函数与srand函数的实现细节来加以理解，代码如下：

/***

*rand.c - random number generator

*

* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.

*

*Purpose:

* defines rand(), srand() - random number generator

*

*******************************************************************************/

#include <cruntime.h>

#include <mtdll.h>

#include <stddef.h>

#include <stdlib.h>

/***

*void srand(seed) - seed the random number generator

*

*Purpose:

* Seeds the random number generator with the int given. Adapted from the

* BASIC random number generator.

*

*Entry:

* unsigned seed - seed to seed rand # generator with

*

*Exit:

* None.

*

*Exceptions:

*

*******************************************************************************/

void __cdecl srand (

unsigned int seed

)

{

_getptd()->_holdrand = (unsigned long)seed;

}

/***

*int rand() - returns a random number

*

*Purpose:

* returns a pseudo-random number 0 through 32767.

*

*Entry:

* None.

*

*Exit:

* Returns a pseudo-random number 0 through 32767.

*

*Exceptions:

*

*******************************************************************************/

int __cdecl rand (

void

)

{

_ptiddata ptd = _getptd();

return( ((ptd->_holdrand = ptd->_holdrand * 214013L

+ 2531011L) >> 16) & 0x7fff );

}

那么srand函数如何使用呢，先看函数原型：

void srand(unsigned seed); 只需要在rand函数使用之前，调用srand函数传入一个种子即可。但事实上传入一个数，往往产生的随时仍然固定不变。 那么较为聪明的写法目前看来只有使用系统时间作为种子最为合适，所以这里srand的参数往往传入time(NULL)参数作为获取系统当前时间作为种子，来产生不同的结果！

并注意类型一致，srand((unsigned)time(NULL)); 记得添加time.h的头文件！

测试代码如下：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<time.h>

int main()

{

int r=0;

int i=0;

srand((unsigned)time(NULL));

while(i++<10)

{

printf("r = %d\n",rand());

}

return 0;

}

大家可以自行上机测试，如发现新的问题或有其他好玩的，欢迎告知我们！