用C語言的rand()和srand()產生偽隨機數的方法總結

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。srand()用來設定rand()產生隨機數時的隨機數種子。引數seed必須是個整數，通常可以利用geypid()或time(0)的返回值來當做seed。如果每次seed都設相同值，rand()所產生的隨機數值每次就會一樣。

標準庫<cstdlib>（被包含於<iostream>中）提供兩個幫助生成偽隨機數的函式：

函式一：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。

函式二：void srand(unsigned seed)；

引數seed是rand()的種子，用來初始化rand()的起始值。

可以認為rand()在每次被呼叫的時候，它會檢視：

1） 如果使用者在此之前呼叫過srand(seed)，給seed指定了一個值，那麼它會自動呼叫srand(seed)一次來初始化它的起始值。

2） 如果使用者在此之前沒有呼叫過srand(seed)，它會自動呼叫srand(1)一次。

根據上面的第一點我們可以得出：

1） 如果希望rand()在每次程式執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式執行時都不一樣（比如到目前為止流逝的時間）。

2） 否則，如果給seed指定的是一個定值，那麼每次程式執行時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） 如果在呼叫rand()之前沒有呼叫過srand(seed)，效果將和呼叫了srand(1)再呼叫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：

1. for(int i=0;i<10;i++)  
2. {   
3. ran_num=rand() % 6;  
4. cout<<ran_num<<" ";  
5. } 

每次執行都將輸出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

例二，指定seed為定值1：

1. srand(1);  
2. for(int i=0;i<10;i++){   
3. ran_num=rand() % 6;  
4. cout<<ran_num<<" ";  
5. } 

每次執行都將輸出：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為定值6：

1. srand(6);  
2. for(int i=0;i<10;i++)  
3. {   
4. ran_num=rand() % 6;  
5. cout<<ran_num<<" ";  
6. } 

每次執行都將輸出：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，但是每次執行的結果都相同。

例四，指定seed為當前系統流逝了的時間（單位為秒）：time_t time(0)：

1. #include <ctime>  
2. //…  
3. srand((unsigned)time(0));  
4. for(int i=0;i<10;i++)  
5. {   
6. ran_num=rand() % 6;  
7. cout<<ran_num<<" ";  
8. } 

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：

1. 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。

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：

1. double ran_numf=0.0;  
2. srand((unsigned)time(0));  
3. for(int i=0;i<10;i++)  
4. {   
5. ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);  
6. cout<<ran_numf<<" ";  
7. } 

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

1. rand() /(double)(RAND_MAX)  

改為

1. 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。