2018-04-25-c-rand-number

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C語言之隨機數函數(rand())的使用方法	post	C語言	C語言隨機數 僞隨機數 rand() srand()	C語言關於隨機數函數的用法和原理

在程序設計中，難免會使用到隨機值函數，其原理與語法大多類似，接下來以C語言爲例介紹其隨機值函數 rand() 用法。

原理

引用百度百科，首先，需要包含頭文件：

#include <stdlib.h>

rand()函數是按指定的順序來產生整數，因此每次執行上面的語句都打印相同的兩個值，所以說C語言的隨機並不是真正意義上的隨機，有時候也叫僞隨機數，使用 rand() 生成隨機數之前需要用隨機發生器的初始化函數 srand(unsigned seed)（也位於 stdlib.h 中） 進行僞隨機數序列初始化，seed 又叫隨機種子，通俗講就是，如果每次提供的 seed 是一樣的話，最後每一輪生成的幾個隨機值也都是一樣的，因此叫僞隨機數，所以需要每次提供不同的 seed 達到完全的隨機，我們通常用時間函數 time(NULL) 作爲 seed ，因爲時間值每秒都不同，這個函數需要包含以下頭文件：

#include <time.h>

理論太泛，下面用例子分析理解。

舉例分析

先來理解以下僞隨機數，編譯以下代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	srand(1);
	int i;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	printf("%d, ", rand()%11); 
} 

運行結果

8, 9, 9, 1, 7, 5, 5, 10, 1, 0,

然後無論運行多少次，結果都依然是以上隨機數，不會改變，因爲每次設置的種子 seed 都是 1 。

但是假如把 seed 換成 time(NULL)，每次就不一樣了，如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	srand(time(NULL));
	int i;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	printf("%d, ", rand()%11); 
} 

結果是就變了，並且每次都不一樣：

6, 3, 4, 5, 5, 9, 8, 10, 10, 4,
6, 4, 2, 4, 3, 2, 5, 1, 2, 9,

這裏的 time(NULL) 的結果是一個類似於 1524655706 的數字，並且每秒都在遞增 1，也就達成了 srand() 的 seed 不斷變化的目的，不斷生成新的隨機數。

拓展

這裏注意一下例子中函數 rand() 的用法，函數括號內不需要加參數，如果直接調用 rand() 的話會生成下面這樣的數：

17163, 2663, 24810, 4875, 26975, 14119, 22193, 11233, 26009, 20105,

所以我們想要生成指定範圍的隨機數的話就需要使用到求餘運算符 %，這裏有個規律：例如我們需要 0--10的隨機數時，就寫成 rand()%11，0--100就寫成 rand()%101，就是運算符後的數字需要比需求範圍極值大 1，當然這也是取餘運算的原理。

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