實習的這段日子——用C語言的rand()和srand()產生僞隨機數的方法總結

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自到公司報道以後,我們幾個以後在ASB的工作方向和開發知識已然基本確定了。看來要暫時告別OO,告別Java,告別Web Dev了。好好加強C語言的編程能力,儘快瞭解未來不久將要接觸的幾塊板子已成當務之急。驅動開發的方向讓我感到興奮,從來沒有接觸過這麼底層的東西,回首那些年我還青澀的日子,打心底的感覺寫驅動的都是不得了的大牛所幹的事情,一想到自己就馬上要加入到這個戰線中我的小心臟怎麼能不又驚又顫呢。

也許在ASB的這近一年的時間會讓我更加有方向目標更加明確,也許一年後我依然茫然依然不知所措,但有一點已經明確那就是這一年將是我人生的又一個新的轉折點,加油bonn,加油昔日的騷年,未來的騷年!

廢話真多!11111111111111111111111111111111~~~~~~~


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用rand()和srand()產生僞隨機數的方法總結
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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。

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…


主要內容來自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_4826f7970100076h.html

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