认识随机函数rand()和srand(unsigned int )

rand函数

int rand( void );

函数名:   rand

功   能:   随机数发生器

用   法:   int rand(void);

所在头文件: stdlib.h

函数说明 ：

rand()的内部实现是用线性同余法做的，它不是真的随机数，因其周期特别长，故在一定

的范围里可看成是随机的。

rand()返回一随机数值的范围在0至RAND_MAX 间。RAND_MAX的范围最少是在32767之间(int)。用

unsigned int 双字节是65535，四字节是4294967295的整数范围。0~RAND_MAX每个数字被选中

的机率是相同的。

用户未设定随机数种子时，系统默认的随机数种子为1。

rand()产生的是伪随机数字，每次执行时是相同的;若要不同,用函数srand()初始化它。

该函数是一个无参数函数，返回值是一个int类型的随机数，其值的范围是[0 , 0x7fff]即[0 , 32767]。虽然这个函数不需要参数，但是rand函数运行是需要一个seed（种子）,种子由srand（）函数提供。这个srand函数我们待会在介绍.rand函数在产生随机数前，需要系统提供的生成伪随机数序列的种子，rand根据这个种子的值产生一系列随机数。如果系统提供的种子没有变化，每次调用rand函数生成的伪随机数序列都是一样的。srand(unsigned seed)通过参数seed改变系统提供的种子值，从而可以使得每次调用rand函数生成的伪随机数序列不同，从而实现真正意义上的“随机”。通常可以利用系统时间来改变系统的种子值，即srand(time(NULL))，可以为rand函数提供不同的种子值，进而产生不同的随机数序列。

srand函数

void srand(unsigned seed)；

函数名:   srand

功   能:   初始化随机数发生器

用   法:   void srand(unsigned  int  seed);

所在头文件： stdlib.h

函数说明：

srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。

参数seed必须是个整数，通常可以利用time(0)的返回值或NULL来当做seed。

如果每次seed都设相同值，rand()所产生的随机数值每次就会一样。

srand和rand()配合使用产生伪随机数序列。只要该函数的参数发生变化，rand函数就能产生随机值，如果该函数的参数是一个定值，那么rand函数每次函数的随机数就和上一次产生的值一样.如果我们需要多次调用rand函数，产生不同的随值,我们就需要给他设置不同的seed。

三、rand()和srand()的关系

rand()和srand()要一起使用，其中srand()用来初始化随机数种子,rand()用来产生随机数。

因为默认情况下随机数种子为1，而相同的随机数种子产生的随机数是一样的,失去了随机性的意义，所以为使每次得到的随机数不一样，用函数srand()初始化随机数种子。srand()的参数，用time函数值（即当前时间），因为两次调用rand()函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。

四、产生一定范围随机数的通用表示公式

要取得[a,b)的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a （结果值含a不含b）。

要取得[a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a+1))+ a （结果值含a和b）。

要取得(a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a + 1 （结果值不含a含b）。

（总的来说，通用公式：a + rand() % n ；其中的a是起始值，n是整数的范围）

要取得a到b之间的随机整数，另一种表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

要取得0～1之间的浮点数，可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

五、产生相同的随机数的原因

计算机的随机数都是由伪随机数，即是由小M多项式序列生成的，其中产生每个小序列都有一个初始值，即随机种子。（注意： 小M多项式序列的周期是65535，即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535，当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。）

我们知道rand()函数可以用来产生随机数，但是这不是真真意义上的随机数，是一个伪随机数，是根据一个数（我们可以称它为种子）为基准以某个递推公式推算出来的一系列数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数，当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的，除非你破坏了系统。

实例一:

#include<stdio.h>

include<stdlib.h>

int main()

{

int i;

unsigned int seed;

int input;

for(i=;i<;i++)

{

scanf("%d",&input);

seed = (unsigned)input;

srand(seed);

printf("Random value is %d\n",rand());

}

return ;

}

运行上面的程序后，我们又发现，我们不能保证每次输入的seed值绝对与上次不一样。于是我们采用时间来作为seed，因为时间当前时间总是在变化的，或者说时间流逝的距离总是在变化的。我们可以采用当前前时间作为种子。

实例二:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
    int i;
    time_t t;
    srand((unsigned)time(&t));

// 或者 
srand((unsigned)time(NULL)); //初始化随机数种子 

    for(i =; i<;i++)
    {
        printf("Random value is %d\n",rand());
    }
    return ;
}

产生指定区间内的随机数

在实际的编程的时候，我们不总是需要[0 , 0x7fff]区间内的所有数,可能我们只需要其中一部分[0 , 15]内的随机数。

要取得[a,b)的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a （结果值含a不含b）。

要取得[a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a+1))+ a （结果值含a和b）。

要取得(a,b]的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a + 1 （结果值不含a含b）。

（总的来说，通用公式：a + rand() % n ；其中的a是起始值，n是整数的范围）

要取得a到b之间的随机整数，另一种表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

要取得0～1之间的浮点数，可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

/*获取区间[2,99]的随机数*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define a 2
#define b 99
int main()
{
    int i;
    time_t t;
    srand((unsigned)time(&t));
    for(i=;i<;i++)
    {
        printf("%d\t",(rand() % (b-a+))+ a);
    }
    return ;
}

产生随机浮点数

rand /(double)RANDMAX; 可以随机产生[0.0 , 1.0]区间内的小数, rand / (double)(RANDMAX + 1) 可以产生[0.0 , 1.0)区间的小数。结合上面产生任意区间数的方法，我们就可以随机产生任意区间内的浮点数了.（注: 第一次rand（）产生[M , N)区间内的整数 x1,第二次rand（）产生[0.0 ,1.0]的浮点数，最终的到随机在[M , N]区间内的浮点数 FloatValue = x1 + x2）.

实例四：

#include<stdio.h>
#include<stdli.h>
#include<time.h>
int Sentinel = ;//设置哨兵，保证只设置一次种子
double RandomFloate(int M, int N)
{
int RandomValue1;
double RandomValue2;
if(Sentinel == )
{
time_t t;
srand((unsigned)time(&t));
}
RandomValue1 = M + rand() % (M - N + );
RandomValue2 = rand() / (double)(RAND_MAX + );
return RandValue + RandomValue2;
}
int main()
{
    int i;
    for(i= ;i<; i++)
        {
            printf("%f\t",RandomFloate(,));
        }
}

rand函数误区

rand（）函数设置一次种子就可以多次使用。不要将srand(（unsigned）time(&t))和rand()这样的组合放在一个循环中,因为在time（）函数的单位是秒,可能你的程序在一秒内就运行了 n 次，那么这n次设置的种子就一样的，产生的随机数也是一样的。还需要注意的就是你没有调用srand()函数时候，系统默认你调用了srand(1).