一、C++中不能使用random()函數
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本文由青松原創並依GPL-V2及其後續版本發放，轉載請註明出處且應包含本行聲明。
C++中常用rand()函數生成隨機數，但嚴格意義上來講生成的只是僞隨機數（pseudo-random integral number）。生成隨機數時需要我們指定一個種子，如果在程序內循環，那麼下一次生成隨機數時調用上一次的結果作爲種子。但如果分兩次執行程序，那麼由於種子相同，生成的“隨機數”也是相同的。
在工程應用時，我們一般將系統當前時間(Unix時間)作爲種子，這樣生成的隨機數更接近於實際意義上的隨機數。給一下例程如下：
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
double random(double,double);
srand(unsigned(time(0)));
for(int icnt = 0; icnt != 10; ++icnt)
cout << "No." << icnt+1 << ": " << int(random(0,10))<< endl;
return 0;
}
double random(double start, double end)
{
return start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX + 1.0);
}
/* 運行結果
* No.1: 3
* No.2: 9
* No.3: 0
* No.4: 9
* No.5: 5
* No.6: 6
* No.7: 9
* No.8: 2
* No.9: 9
* No.10: 6
*/
利用這種方法能不能得到完全意義上的隨機數呢？似乎9有點多哦？卻沒有1,4,7？！我們來做一個概率實驗，生成1000萬個隨機數，看0-9這10個數出現的頻率是不是大致相同的。程序如下：
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
double random(double,double);
int a[10] = {0};
const int Gen_max = 10000000;
srand(unsigned(time(0)));
for(int icnt = 0; icnt != Gen_max; ++icnt)
switch(int(random(0,10)))
{
case 0: a[0]++; break;
case 1: a[1]++; break;
case 2: a[2]++; break;
case 3: a[3]++; break;
case 4: a[4]++; break;
case 5: a[5]++; break;
case 6: a[6]++; break;
case 7: a[7]++; break;
case 8: a[8]++; break;
case 9: a[9]++; break;
default: cerr << "Error!" << endl; exit(-1);
}
for(int icnt = 0; icnt != 10; ++icnt)
cout << icnt << ": " << setw(6) << setiosflags(ios::fixed) << setprecision(2) << double(a[icnt])/Gen_max*100 << "%" << endl;
return 0;
}
double random(double start, double end)
{
return start+(end-start)*rand()/(RAND_MAX + 1.0);
}
/* 運行結果
* 0: 10.01%
* 1: 9.99%
* 2: 9.99%
* 3: 9.99%
* 4: 9.98%
* 5: 10.01%
* 6: 10.02%
* 7: 10.01%
* 8: 10.01%
* 9: 9.99%
*/
可知用這種方法得到的隨機數是滿足統計規律的。
另：在Linux下利用GCC編譯程序，即使我執行了1000000次運算，是否將random函數定義了inline函數似乎對程序沒有任何影響，有理由相信，GCC已經爲我們做了優化。但是冥冥之中我又記得要做inline優化得加O3才行...
不行，於是我們把循環次數改爲10億次，用time命令查看執行時間：
chinsung@gentoo ~/workspace/test/Debug $ time ./test
0: 10.00%
1: 10.00%
2: 10.00%
3: 10.00%
4: 10.00%
5: 10.00%
6: 10.00%
7: 10.00%
8: 10.00%
9: 10.00%
real 2m7.768s
user 2m4.405s
sys 0m0.038s
chinsung@gentoo ~/workspace/test/Debug $ time ./test
0: 10.00%
1: 10.00%
2: 10.00%
3: 10.00%
4: 10.00%
5: 10.00%
6: 10.00%
7: 10.00%
8: 10.00%
9: 10.00%
real 2m7.269s
user 2m4.077s
sys 0m0.025s
前一次爲進行inline優化的情形，後一次爲沒有作inline優化的情形，兩次結果相差不大，甚至各項指標後者還要好一些，不知是何緣由...
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random函數不是ANSI C標準，不能在gcc,vc等編譯器下編譯通過。 可改用C++下的rand函數來實現。 1、C++標準函數庫提供一隨機數生成器rand，返回0－RAND_MAX之間均勻分佈的僞隨機整數。 RAND_MAX必須至少爲32767。rand()函數不接受參數，默認以1爲種子（即起始值）。 隨機數生成器總是以相同的種子開始，所以形成的僞隨機數列也相同，失去了隨機意義。（但這樣便於程序調試）
2、C++中另一函數srand（），可以指定不同的數（無符號整數變元）爲種子。但是如果種子相同，僞隨機數列也相同。一個辦法是讓用戶輸入種子，但是仍然不理想。
3、 比較理想的是用變化的數，比如時間來作爲隨機數生成器的種子。 time的值每時每刻都不同。所以種子不同，所以，產生的隨機數也不同。
// C++隨機函數（VC program）
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
#define MAX 100
int main(int argc, char* argv[])
{ srand( (unsigned)time( NULL ) );//srand()函數產生一個以當前時間開始的隨機種子.應該放在for等循環語句前面 不然要很長時間等待
for (int i=0;i<10;i++)
cout<<rand()%MAX<<endl;//MAX爲最大值，其隨機域爲0~MAX-1
return 0;
}
二、rand()的用法
rand()不需要參數，它會返回一個從0到最大隨機數的任意整數，最大隨機數的大小通常是固定的一個大整數。 這樣，如果你要產生0~10的10個整數，可以表達爲：
int N = rand() % 11;
這樣，N的值就是一個0~10的隨機數，如果要產生1~10，則是這樣：
int N = 1 + rand() % 10;
總結來說，可以表示爲：
a + rand() % n
其中的a是起始值，n是整數的範圍。 a + rand() % (b-a+1) 就表示 ａ～ｂ之間的一個隨機數若要0~1的小數，則可以先取得0~10的整數，然後均除以10即可得到隨機到十分位的10個隨機小數，若要得到隨機到百分位的隨機小數，則需要先得到0~100的10個整數，然後均除以100，其它情況依此類推。
通常rand()產生的隨機數在每次運行的時候都是與上一次相同的，這是有意這樣設計的，是爲了便於程序的調試。若要產生每次不同的隨機數，可以使用srand( seed )函數進行隨機化，隨着seed的不同，就能夠產生不同的隨機數。
如大家所說，還可以包含time.h頭文件，然後使用srand(time(0))來使用當前時間使隨機數發生器隨機化，這樣就可以保證每兩次運行時可以得到不同的隨機數序列(只要兩次運行的間隔超過1秒)。
