C语⾔随机数⽣成教程(rand和srand⽤法)
在实际编程中,我们经常需要⽣成随机数,例如,贪吃蛇游戏中在随机的位置出现⾷物,扑克牌游戏中随机发牌。
在C语⾔中,我们⼀般使⽤ <stdlib.h> 头⽂件中的 rand() 函数来⽣成随机数,它的⽤法为:
int rand (void);
void 表⽰不需要传递参数。
C语⾔中还有⼀个 random() 函数可以获取随机数,但是 random() 不是标准函数,不能在 VC/VS 等编译器通过,所以⽐较少⽤。
rand() 会随机⽣成⼀个位于 0 ~ RAND_MAX 之间的整数。
RAND_MAX 是 <stdlib.h> 头⽂件中的⼀个宏,它⽤来指明 rand() 所能返回的随机数的最⼤值。C语⾔标准并没有规定RAND_MAX 的具体数值,只是规定它的值⾄少为 32767。在实际编程中,我们也不需要知道 RAND_MAX 的具体值,把它当做⼀个很⼤的数来对待即可。
下⾯是⼀个随机数⽣成的实例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
int a = rand();
printf("%d\n",a);
return 0;
}
运⾏结果举例:
193
随机数的本质
多次运⾏上⾯的代码,你会发现每次产⽣的随机数都⼀样,这是怎么回事呢?为什么随机数并不随机呢?
实际上,rand() 函数产⽣的随机数是伪随机数,是根据⼀个数值按照某个公式推算出来的,这个数值我们称之为“种⼦”。种⼦和随机数之间的关系是⼀种正态分布,如下图所⽰:
C语⾔随机数和种⼦之间呈正态分布
种⼦在每次启动计算机时是随机的,但是⼀旦计算机启动以后它就不再变化了;也就是说,每次启动计算机以后,种⼦就是定值了,所以根据公式推算出来的结果(也就是⽣成的随机数)就是固定的。
重新播种
我们可以通过 srand() 函数来重新“播种”,这样种⼦就会发⽣改变。srand() 的⽤法为:
void srand (unsigned int seed);
它需要⼀个 unsigned int 类型的参数。在实际开发中,我们可以⽤时间作为参数,只要每次播种的时间不同,那么⽣成的种⼦就不同,最终的随机数也就不同。
使⽤ <time.h> 头⽂件中的 time() 函数即可得到当前的时间(精确到秒),就像下⾯这样:
srand((unsigned)time(NULL));
有兴趣的读者请⾃⾏研究 time() 函数的⽤法,本节我们不再过多讲解。
对上⾯的代码进⾏修改,⽣成随机数之前先进⾏播种:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand();
printf("%d\n", a);
return 0;
}
多次运⾏程序,会发现每次⽣成的随机数都不⼀样了。但是,这些随机数会有逐渐增⼤或者逐渐减⼩的趋势,这是因为我们以时间为种⼦,时间是逐渐增⼤的,结合上⾯的正态分布图,很容易推断出随机数也会逐渐增⼤或者减⼩。
⽣成⼀定范围内的随机数
在实际开发中,我们往往需要⼀定范围内的随机数,过⼤或者过⼩都不符合要求,那么,如何产⽣⼀定范围的随机数呢?我们可以利⽤取模的⽅法:
int a = rand() % 10;  //产⽣0~9的随机数,注意10会被整除
如果要规定上下限:
int a = rand() % 51 + 13;  //产⽣13~63的随机数
分析:取模即取余,rand()%51+13我们可以看成两部分:rand()%51是产⽣ 0~50 的随机数,后⾯+13保证 a 最⼩只能是 13,最⼤就是 50+13=63。
最后给出产⽣ 13~63 范围内随机数的完整代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(){
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand() % 51 + 13;
printf("%d\n",a);
return 0;
}
连续⽣成随机数
有时候我们需要⼀组随机数(多个随机数),该怎么⽣成呢?很容易想到的⼀种解决⽅案是使⽤循环,每次循环都重新播种,请看下⾯的代码:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
int a, i;c语言游戏贪吃蛇源码
//使⽤for循环⽣成10个随机数
for (i = 0; i < 10; i++) {
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand();
printf("%d ", a);
}
return 0;
}
运⾏结果举例:
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
运⾏结果⾮常奇怪,每次循环我们都重新播种了呀,为什么⽣成的随机数都⼀样呢?
这是因为,for 循环运⾏速度⾮常快,在⼀秒之内就运⾏完成了,⽽ time() 函数得到的时间只能精确到秒,所以每次循环得到的时间都是⼀样的,这样⼀来,种⼦也就是⼀样的,随机数也就⼀样了。
那么,该如何解决呢?难道就没有办法连续⽣成随机数了吗?当然有,我们将在《C语⾔连续⽣成多个随机数》⼀节中给出⼀种巧妙的解决⽅案。
到此这篇关于C语⾔随机数⽣成教程(rand和srand⽤法)的⽂章就介绍到这了,更多相关C语⾔随机数⽣成内容请搜索以前的⽂章或继续浏览下⾯的相关⽂章希望⼤家以后多多⽀持!

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。