C++中隨機函數rand()和srand()的用法

一、rand()

  函數名:   rand   
  功   能:   隨機數發生器 
  用   法:   int rand(void);  

  所在頭文件: stdlib.h

  函數說明 :

                rand()的內部實現是用線性同餘法做的,它不是真的隨機數,因其週期特別長,故在一定

                的範圍裏可看成是隨機的。

                rand()返回一隨機數值的範圍在0至RAND_MAX 間。RAND_MAX的範圍最少是在32767之間(int)。用 

                unsigned int 雙字節是65535,四字節是4294967295的整數範圍。0~RAND_MAX每個數字被選中

                的機率是相同的。                      

                用戶未設定隨機數種子時,系統默認的隨機數種子爲1。

                rand()產生的是僞隨機數字,每次執行時是相同的;若要不同,用函數srand()初始化它。

  程序例:

 

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3. #include   <stdlib.h>      
  4. #include   <time.h>   
  5. #define MIN 1    //隨機數產生的範圍      
  6. #define MAX 10  
  7.   
  8. int main()     
  9. {   
  10.     int i;   
  11.     srand((unsigned)time(0));  
  12.     cout<<"Ten random numbers from "<<MIN<<  
  13.           " to "<<MAX<<" :/n"<<endl;     
  14.     for(i=0; i<10; i++)          //產生隨機數  
  15.     {  
  16.         cout<<MIN + (int)MAX * rand() / (RAND_MAX + 1)<<"/t";   
  17.     }  
  18.     cout<<endl;  
  19.     return   0;     
  20. }   

二、srand()

  函數名:   srand   
  功   能:   初始化隨機數發生器   
  用   法:   void srand(unsigned  int  seed);  
  所在頭文件: stdlib.h  
  函數說明:
               srand()用來設置rand()產生隨機數時的隨機數種子。

               參數seed必須是個整數,通常可以利用time(0)的返回值或NULL來當做seed。

               如果每次seed都設相同值,rand()所產生的隨機數值每次就會一樣。

  程序例: 
  

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3. #include   <stdlib.h>      
  4. #include   <time.h>   
  5. #define MIN 0    //隨機數產生的範圍      
  6. #define MAX 99  
  7.   
  8. int main()     
  9. {   
  10.     int i;   
  11.     srand((unsigned)time(NULL));  
  12.     cout<<"Ten random numbers from "<<MIN<<  
  13.           " to "<<MAX<<" :/n"<<endl;     
  14.     for(i=0; i<10; i++)          //產生隨機數  
  15.     {  
  16.         cout<<MIN + rand() % (MAX + MIN - 1)<<"/t";   
  17.     }  
  18.     cout<<endl;  
  19.     return   0;     
  20. }   

三、rand()和srand()的關係

      rand()和srand()要一起使用,其中srand()用來初始化隨機數種子,rand()用來產生隨機數。

      因爲默認情況下隨機數種子爲1,而相同的隨機數種子產生的隨機數是一樣的,失去了隨機性的意義,所以爲使每次得到的隨機數不一樣,用函數srand()初始化隨機數種子。srand()的參數,用time函數值(即當前時間),因爲兩次調用rand()函數的時間通常是不同的,這樣就可以保證隨機性了。

四、產生一定範圍隨機數的通用表示公式

      要取得[a,b)的隨機整數,使用(rand() % (b-a))+ a (結果值含a不含b)。
      要取得[a,b]的隨機整數,使用(rand() % (b-a+1))+ a (結果值含a和b)。
      要取得(a,b]的隨機整數,使用(rand() % (b-a))+ a + 1 (結果值不含a含b)。

      (總的來說,通用公式:a + rand() % n ;其中的a是起始值,n是整數的範圍)

      要取得a到b之間的隨機整數,另一種表示:a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

      要取得0~1之間的浮點數,可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

五、產生相同的隨機數的原因

      計算機的隨機數都是由僞隨機數,即是由小M多項式序列生成的,其中產生每個小序列都有一個初始值,即隨機種子。(注意: 小M多項式序列的週期是65535,即每次利用一個隨機種子生成的隨機數的週期是65535,當你取得65535個隨機數後它們又重複出現了。)  

      我們知道rand()函數可以用來產生隨機數,但是這不是真真意義上的隨機數,是一個僞隨機數,是根據一個數(我們可以稱它爲種子)爲基準以某個遞推公式推算出來的一系列數,當這系列數很大的時候,就符合正態公佈,從而相當於產生了隨機數,但這不是真正的隨機數,當計算機正常開機後,這個種子的值是定了的,除非你破壞了系統。 

             程序示例:

                          

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3. #include <stdlib.h>  
  4. #include <time.h>  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     int i;  
  9.     for (i=0; i<10; i++)      //產生10個隨機數  
  10.     {  
  11.         cout<<rand()<<"/t";  
  12.     }  
  13.     cout<<endl;  
  14.     return 0;  
  15. }  

             每次運行得到相同的隨機序列:

                        41 18467 6334  26500 19169 15724 11478                         41 18467 6334 26500 19169 15724 11478  29358 26962 24464

      爲得到不同的隨機數序列,則需改變這個種子的值。方法:在開始產生隨機數前,調用一次srand(time(NULL))(注意:srand()一定要放在循環外面或者是循環調用的外面,否則的話得到的是相同的隨機數)。

             程序示例:

                          

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3. #include <stdlib.h>  
  4. #include <time.h>  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     int i;  
  9.     srand((unsigned)time(NULL)); //初始化隨機數種子  
  10.     for (i=0; i<10; i++)         //產生10個隨機數  
  11.     {  
  12.         cout<<rand()<<"/t";  
  13.     }  
  14.     cout<<endl;  
  15.     return 0;  
  16. }  
          

            每次運行得到不同的隨機序列:

                          1294 18562 14141 18165 11910 29784 11070 13225 131 24405

                          1774 25714 18734 16528 20825 17189 9848 8899 2503 5375


原文鏈接:http://blog.csdn.net/candyliuxj/article/details/4396666

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