c++中 rand函數和srand函數的用法和區別

標準庫 <cstdlib> (被包含於 <iostream> 中)提供兩個幫助生成僞隨機數的函數: 

函數一:int   rand(void); 
從srand   (seed)中指定的seed開始,返回一個[seed,   RAND_MAX(0x7fff))間的隨機整數。 

函數二:void   srand(unsigned   seed); 

參數seed是rand()的種子,用來初始化rand()的起始值。

用法:它需要提供一個種子,這個種子會對應一個隨機數,如果使用相同的種子後面的rand()函數會出現一樣的隨機數。如: srand(1); 直接使用1來初始化種子。不過爲了防止隨機數每次重複常常使用系統時間來初始化,即使用 time函數來獲得系統時間,它的返回值爲從 00:00:00 GMT, January 1, 1970 到現在所持續的秒數,然後將time_t型數據轉化爲(unsigned)型再傳給srand函數,即: srand((unsigned) time(&t)); 還有一個經常用法,不需要定義time_t型t變量,即: srand((unsigned) time(NULL)); 直接傳入一個空指針,因爲你的程序中往往並不需要經過參數獲得的t數據。srand((int)getpid()); 使用程序的ID(getpid())來作爲初始化種子,在同一個程序中這個種子是固定的。


可以認爲rand()在每次被調用的時候,它會查看: 
1) 如果用戶在此之前調用過srand(seed),給seed指定了一個值,那麼它會自動調用 
srand(seed)一次來初始化它的起始值。 
2) 如果用戶在此之前沒有調用過srand(seed),它會自動調用srand(1)一次。 

根據上面的第一點我們可以得出: 
1) 如果希望rand()在每次程序運行時產生的值都不一樣,必須給srand(seed)中的seed一個變值,這個變值必須在每次程序運行時都不一樣(比如到目前爲止流逝的時間)。 
2) 否則,如果給seed指定的是一個定值,那麼每次程序運行時rand()產生的值都會一樣,雖然這個值會是[seed,   RAND_MAX(0x7fff))之間的一個隨機取得的值。 
3) 如果在調用rand()之前沒有調用過srand(seed),效果將和調用了srand(1)再調用rand()一樣(1也是一個定值)。 

舉幾個例子,假設我們要取得0~6之間的隨機整數(不含6本身): 

例一,不指定seed: 

for(int   i=0;i <10;i++)

{

ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 

每次運行都將輸出:5   5   4   4   5   4   0   0   4   2 

例二,指定seed爲定值1: 
srand(1); 

for(int   i=0;i <10;i++)

{

ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 

每次運行都將輸出:5   5   4   4   5   4   0   0   4   2 
跟例子一的結果完全一樣。 

例三,指定seed爲定值6: 
srand(6); 

for(int   i=0;i <10;i++)

{

ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 

每次運行都將輸出:4   1   5   1   4   3   4   4   2   2 
隨機值也是在[0,6)之間,隨得的值跟srand(1)不同,但是每次運行的結果都相同。 

例四,指定seed爲當前系統流逝了的時間(單位爲秒):time_t   time(0): 
#include   <ctime> 
//… 
srand((unsigned)time(0)); 

for(int   i=0;i <10;i++)

{

ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 

第一次運行時輸出:0   1   5   4   5   0   2   3   4   2 
第二次:3   2   3   0   3   5   5   2   2   3 
總之,每次運行結果將不一樣,因爲每次啓動程序的時刻都不同(間隔須大於1秒?見下)。 

關於time_t   time(0): 

time_t被定義爲長整型,它返回從1970年1月1日零時零分零秒到目前爲止所經過的時間,單位爲秒。比如假設輸出:
cout < <time(0); 
值約爲1169174701,約等於37(年)乘365(天)乘24(小時)乘3600(秒)(月日沒算)。 

另外,關於ran_num   =   rand()   %   6, 

將rand()的返回值與6求模是必須的,這樣才能確保目的隨機數落在[0,6)之間,否則rand()的返回值本身可能是很巨大的。 
一個通用的公式是: 
要取得[a,b)之間的隨機整數,使用(rand()   %   (b-a))+   a   (結果值將含a不含b)。 
在a爲0的情況下,簡寫爲rand()   %   b。 

最後,關於僞隨機浮點數: 

用rand()   /   double(RAND_MAX)可以取得0~1之間的浮點數(注意,不同於整型時候的公式,是除以,不是求模),舉例: 
double   ran_numf=0.0; 
srand((unsigned)time(0)); 

for(int   i=0;i <10;i++)

{

ran_numf   =   rand()   /   (double)(RAND_MAX); 
cout < <ran_numf < < "   "; 

運行結果爲:0.716636,0.457725,…等10個0~1之間的浮點數,每次結果都不同。 

如果想取更大範圍的隨機浮點數,比如1~10,可以將 
rand()   /(double)(RAND_MAX)   改爲   rand()   /(double)(RAND_MAX/10) 
運行結果爲:7.19362,6.45775,…等10個1~10之間的浮點數,每次結果都不同。 
至於100,1000的情況,如此類推。 

以上不是僞隨機浮點數最好的實現方法,不過可以將就着用用… 

原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_624c2c4001012f67.html

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