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用c语言产生随机数

2012-12-03 18:33 183 查看
转载自文库的一篇文章
用c语言产生随机数
在C语言中,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,为了改变这个种子的值,C提供了srand()函数,它的原形是void
srand(inta)。
可能大家都知道C语言中的随机函数random,可是random函数并不是ANSIC标准,所以说,random函数不能在gcc,vc等编译器下编译通过。
rand()会返回一随机数值,范围在0至RAND_MAX间。返回0至RAND_MAX之间的随机数值,RAND_MAX定义在stdlib.h,(其值至少为32767),运算的结果是一个不定的数,要看你定义的变量类型,int整形的话就是32767。在调用此函数产生随机数前,必须先利用srand()设好随机数种子,如果未设随机数种子,rand()在调用时会自动设随机数种子为1。一般用for语句来设置种子的个数。具体见下面的例子。
一如何产生不可预见的随机序列呢
利用srand((unsignedint)(time(NULL))是一种方法,因为每一次运行程序的时间是不同的。
在C语言里所提供的随机数发生器的用法:现在的C编译器都提供了一个基于ANSI标准的伪随机数发生器函数,用来生成随机数。它们就是rand()和srand()函数。这二个函数的工作过程如下:
1)首先给srand()提供一个种子,它是一个unsignedint类型,其取值范围从0~65535;
2)然后调用rand(),它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到32767之间)
3)根据需要多次调用rand(),从而不间断地得到新的随机数;
4)无论什么时候,都可以给srand()提供一个新的种子,从而进一步“随机化”rand()的输出结果。
下面是0~32767之间的随机数程序:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>//使用当前时钟做种子
voidmain(void)
{inti;
srand((unsigned)time(NULL));//初始化随机数
for(i=0;i<10;i++)//打印出10个随机数
printf("%d\n",rand());
}
根据上面的程序可以很容易得到0~1之间的随机数:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
main()
{inti;
srand((unsigned)time(NULL));
for(i=0;i<10;i++)
printf("%5.2f\n",rand()/32767.0);
}
而产生1~100之间的随机数可以这样写:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
main()
{inti;
srand((unsigned)time(NULL));
for(i=0;i<10;i++)
printf("%d\n",rand()%100+1);
}
二,三个通用的随机数发生器,推荐用第三个
函数名:rand
功能:随机数发生器
用法:voidrand(void);
程序例:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
intmain(void)
{
inti;
printf("Tenrandomnumbersfrom0to99\n\n");
for(i=0;i<10;i++)
printf("%d\n",rand()%100);
return0;
}
函数名:random
功能:随机数发生器
用法:intrandom(intnum);
程序例:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
/*printsarandomnumberintherange0to99*/
intmain(void)
{
randomize();
printf("Randomnumberinthe0-99range:%d\n",random(100));
return0;
}
函数名:randomize这个比较好!
功能:初始化随机数发生器
用法:voidrandomize(void);
程序例:
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
intmain(void)
{
inti;
randomize();
printf("Tenrandomnumbersfrom0to99\n\n");
for(i=0;i<10;i++)
printf("%d\n",rand()%100);
return0;
}
在《计算机常用算法》中有介绍随机数的生成算法
三如何产生设定范围内的随机数
由于rand产生的随机数从0到rand_max,而rand_max是一个很大的数,那么如何产生从X~Y的数呢?
从X到Y,有Y-X+1个数,所以要产生从X到Y的数,只需要这样写:
k=rand()%(Y-X+1)+X;
这样,就可以产生你想要的任何范围内的随机数了。
四,产生不重复的随机数
1)#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
swap(int*pm,int*pn)/*必须用指针进行交换*/
{
inttemp;
temp=*pm;
*pm=*pn;
*pn=temp;
}
intmain(void)
{
inti,a[513];
/*int*pa,*pb;*/
srand((unsigned)time(NULL));/*定义这个可以产生不同的随机数*/
for(i=1;i<=512;i++){a[i]=i;printf("%4d",a[i]);}
for(i=512;i>=1;i--)
{
/*pa=&a[i];pb=&a[rand()%i+1];*/
swap(&a[i],&a[rand()%i+1]);/*加一是从一到i的随机,就不会包含0*/
/*不用再定义指针,这样结论是一样的*/
}
printf("\n");
for(i=1;i<=64;i++)
printf("%4d",a[i]);
getch();/*wintc的输出*/
}
2)
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdio.h>
intmain(void)
{
inta[100]={0};inti,m;
for(i=1;i<=99;++i)
printf("%4d",a[i]);
srand((unsigned)time(NULL));
or(i=1;i<=99;i++)
{
while(a[m=rand()%100+1]);
a[m]=i;
}
for(i=1;i<=99;++i)
printf("%4d",a[i]);

getch();
}

srand((int)time(NULL));设定随机数种子

rand()%100;产生0-99的随机数。高级点的,假如要产生16-59之间的数,你可以这样写:rand()%44+16(这里44由59-16+1得到)。其他情况如法炮制!


下面是搜回来的:


问题1:怎样获得一个真正的随机数?要知道,rand()是不能产生真正的随机数的!即使不能产生真正的随机数,也要大概接近呀!而rand()好象每次的随机都一样。


专家解答:


之所以rand()每次的随机数都一样是因为rand()函数使用不正确。各种编程语言返回的随机数(确切地说是伪随机数)实际上都是根据递推公式计算的一组数值,当序列足够长,这组数值近似满足均匀分布。如果计算伪随机序列的初始数值(称为种子)相同,则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。这个特性被有的软件利用于加密和解密。加密时,可以用某个种子数生成一个伪随机序列并对数据进行处理;解密时,再利用种子数生成一个伪随机序列并对加密数据进行还原。这样,对于不知道种子数的人要想解密就需要多费些事了。当然,这种完全相同的序列对于你来说是非常糟糕的。要解决这个问题,需要在每次产生随机序列前,先指定不同的种子,这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。你可以在调用rand()函数之前调用srand((unsigned)time(NULL)),这样以time函数值(即当前时间)作为种子数,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。你也可以使用srand函数来人为指定种子数。Windows9x/NT的游戏FreeCell就允许用户指定种子数,这样用户如果一次游戏没有成功,下次还可以以同样的发牌结果再玩一次。


问题2:我按照上述方法并不能产生随机数,仅产生公差为3或4的等差数列:

#include<stdlib.h>

#include<iostream.h>

#include<conio.h>

#include<time.h>

voidmain()

{

for(inti=0;i<100000;i++)

{

srand((unsigned)time(NULL));

cout<<rand()<<endl;

}

}

专家解答:

你的程序是有问题的,你每产生一个随机数之前,都调用一次srand,而由于计算机运行很快,所以你每次用time得到的时间都是一样的(time的时间精度较低,只有55ms)。这样相当于使用同一个种子产生随机序列,所以产生的随机数总是相同的。你应该把srand放在循环外:

srand((unsigned)time(NULL));

for(inti=0;i<100000;i++)

{

//相关语句

}
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