關於rand和srand函式使用的一點心得

zs_find發表於2015-10-23
函式

轉自：http://blog.csdn.net/lishuhuakai/article/details/8964852

 在c語言裡面，兩個函式包含在<stdlib.h>標頭檔案裡面，c++裡面，標準庫<cstdlib>（被包含於<iostream>中).

  srand函式是隨機數發生器的初始化函式。

        原型：void srand(unsigned seed);

        rand函式用來產生隨機數,當然是偽隨機數。

       原型：int rand(void)

       seed的作用：srand函式的作用是根據引數seed，設定一個隨機起始點,而rand函式根據這個起始點，產生隨機數序列。預設的隨機種子為1。如果隨機種子一樣，rand函式所產生的隨機序列也一樣。
       因此,為使每次程式執行都能產生不同的隨機序列，每次都應產生一個不同的種子引數。


       說明：

       因為rand的內部實現是用線性同餘法做的，它不是真的隨機數，只不過是因為其週期特別長，所以有一定的範圍裡可看成是隨機的，rand()會返回一隨機數值，範圍在0至RAND_MAX 間。在呼叫此函式產生隨機數前，必須先利用srand()設好隨機數種子，如果未設隨機數種子，rand()在呼叫時會自動設隨機數種子為1。rand()產生的是假隨機數字，每次執行時是相同的。若要不同,以不同的值來初始化它.初始化的函式就是srand()。

      返回值:
      返回0至RAND_MAX之間的隨機整數值，RAND_MAX的範圍最少是在32767之間（int），即雙位元組（16位數）。若用unsigned int 雙位元組是65535，四位元組是4294967295的整數範圍。

       0~RAND_MAX每個數字被選中的機率是相同的。

       運用示例：

[cpp] view plaincopyprint?
  1. //取得0～6之間的隨機整數  
  2. #include <iostream>  
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     for(int i=0;i<10;i++)  
  7.     {   
  8.         ran_num=rand()%6;  
  9.         cout<<ran_num<<" ";  
  10.     }  
  11.     return 0;  
  12. }  
  13. //由於種子預設都是1，故每次執行都將輸出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2   


     指定seed為定值1時：

[cpp] view plaincopyprint?
  1. //取得0～6之間的隨機整數  
  2. #include <iostream>  
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     srand(1);  
  7.     for(int i=0;i<10;i++)  
  8.     {   
  9.         ran_num=rand()%6;  
  10.         cout<<ran_num<<" ";  
  11.     }  
  12.     return 0;  
  13. }  
  14. //由於種子沒變化，每次執行都將輸出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2   

    指定seed為定值6：

[cpp] view plaincopyprint?
  1. //取得0～6之間的隨機整數  
  2. #include <iostream>  
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     srand(6);  
  7.     for(int i=0;i<10;i++)  
  8.     {   
  9.         ran_num=rand()%6;  
  10.         cout<<ran_num<<" ";  
  11.     }  
  12.     return 0;  
  13. }  
  14. //由於種子沒變化，每次執行都將輸出：每次執行都將輸出：4 1 5 1 4 3 4 4 2 2   

     那麼我們如何產生一個偽隨機的種子呢？一般指定seed為當前系統流逝了的時間（單位為秒）：time_t time(0)：

[cpp] view plaincopyprint?
  1. //取得0～6之間的隨機整數  
  2. #include <iostream>  
  3. #include <ctime>//時間函式  
  4.   
  5. int main()  
  6. {  
  7.     srand((unsigned)time(0));  
  8.     for(int i=0;i<10;i++)  
  9.     {   
  10.         ran_num=rand()%6;  
  11.         cout<<ran_num<<" ";  
  12.     }  
  13.     return 0;  
  14. }  

            第一次執行時輸出：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，每次執行結果將不一樣，因為每次啟動程式的時刻都不同（間隔須大於1秒？見下）。 

       關於time_t time(0)： 
       time_t被定義為長整型，它返回從1970年1月1日零時零分零秒到目前為止所經過的時間，單位為秒。比如假設輸出：
       cout<<time(0);
      值約為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為0的情況下，簡寫為rand() % b。 

      另外還有一種比較常用的產生隨機種子的函式：

       srand(time(NULL)); //是以當前時間為種子，產生隨意數。其中,time(NULL)用來獲取當前時間，本質上得到的是一個大整數，然後用這個數來隨機數。


      最後，關於偽隨機浮點數： 

      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：


[cpp] view plaincopyprint?
  1. #include <iostream>  
  2. #include <ctime>//時間函式  
  3.   
  4. int main()  
  5. {  
  6.     double ran_numf=0.0;  
  7.     srand((unsigned)time(0));  
  8.     for(int i=0;i<10;i++)  
  9.     {   
  10.         ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);  
  11.         cout<<ran_numf<<" ";  
  12.     }  
  13.   
  14.     return 0;  
  15. }  
            執行結果為：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) 改為rand() /(double)(RAND_MAX/10)
       執行結果為：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。 
       以上不是偽隨機浮點數最好的實現方法，不過可以將就著用用…


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