C语言和java中生成随机数的原理和方法

原創

2020-02-20 17:14

C语言

一.函数
1：int rand(void)
该函数会产生一个[0,RAND_MAX]的伪随机数，那什么是伪随机数？
相当于一个序列a1-an，第一次使用会返回a1，第二次使用会返回a2….第n次返回an，这样每次调用rand()都能产生一个不同的数，只要整个序列的规律不明显，整个函数看起来就是随机的。
而这个序列是计算机通过调用srand((int)time(NULL))函数随机产生的。

2:void srand(unsigned seed)

srand((unsigned)time(NULL))则使用系统定时/计数器的值作为随机种子。每个种子对应一组根据算法预先生成的随机数序列，所以，在相同的平台环境下，不同时间产生的随机数会是不同的。如果该函数的参数是一个常数，那么每次生成的随机数序列都是固定的。
二.函数使用
1.标准使用：

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>

int main(void)
{
    srand((int)time(NULL));
    printf("%d\n",RAND_MAX);
    for(int i = 0; i<5; i++)
    {
        printf("%d\n",rand());
     }  
    return 0;
}

结果：

2：如果你想产生在[0, 32767]范围内的一个范围的随机数，可以这样：

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>

int main(void)
{
    int n;
    srand((int)time(NULL));
     printf("你想生成随机数的最大值是多少？\n");
     scanf("%d",&n); 
    for(int i = 0; i<5; i++)
    {
        printf("%d\n",rand()%n);
     }  
    return 0;
}

结果：

3.如果你还不满足n的范围，可以这样（缺点：n太大精度不好）：

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <time.h>

int main(void)
{
    int n;
    srand((int)time(NULL));
     printf("你想生成随机数的最大值是多少？\n");
     scanf("%d",&n); 
    for(int i = 0; i<5; i++)
    {
        double t =(double)rand()/32767;//产生一个[0，1]内的随机数
        double c = t*n;//将他变成你想要的范围
        printf("%d\n",(int)c);
     }  
    return 0;
}

结果：

三.注意:
1.srand()函数是用来初始化随机数种子的，种子决定序列，种子相同，序列也就相同，每次产生的随机数也就相同，而且srand()只需要执行一次，不要在程序中多次使用它，防止产生相同的随机数。
2.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。
3.如果在程序中没有使用srand()函数，那么系统会默认给种子初始为0，所以每次产生的随机数序列都是一样的，这个要注意。

Java

一：函数
1.Math.random()
该函数会默认生成[0,1)内的随机数，注意1不闭合。所以你要产生某一范围内的随机数就要最后加上1.
二：函数的使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("你想要的范围最大数：");
        java.util.Scanner input = new java.util.Scanner(System.in);
        double n= input.nextDouble();
        for(int i = 0; i<5; i++)
        {
            System.out.println(Math.random()*n+1);
        }
    }
}