rand和srand產生僞隨機數總結

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…

原帖:http://www.cnblogs.com/kerwinshaw/archive/2009/02/02/1382366.html

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