
在實際編程中,我們經常需要生成亂數,例如,貪吃蛇游戲中在隨機的位置出現食物,撲克牌游戲中隨機發牌,
在C語言中,我們一般使用 <stdlib.h> 頭檔案中的 rand() 函式來生成亂數,它的用法為:
int rand (void);
void 表示不需要傳遞引數,
C語言中還有一個 random() 函式可以獲取亂數,但是 random() 不是標準函式,不能在 VC/VS 等編譯器通過,所以比較少用,
rand() 會隨機生成一個位于 0 ~ RAND_MAX 之間的整數,
RAND_MAX 是 <stdlib.h> 頭檔案中的一個宏,它用來指明 rand() 所能回傳的亂數的最大值,C語言標準并沒有規定 RAND_MAX 的具體數值,只是規定它的值至少為 32767,在實際編程中,我們也不需要知道 RAND_MAX 的具體值,把它當做一個很大的數來對待即可,
下面是一個亂數生成的實體:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
int a = rand();
printf("%d\n",a);
return 0;
}
運行結果:
193
亂數的本質
多次運行上面的代碼,你會發現每次產生的亂數都一樣,這是怎么回事呢?為什么亂數并不隨機呢?
實際上,rand() 函式產生的亂數是偽亂數,是根據一個數值按照某個公式推算出來的,這個數值我們稱之為“種子”,種子和亂數之間的關系是一種正態分布,

種子在每次啟動計算機時是隨機的,但是一旦計算機啟動以后它就不再變化了;也就是說,每次啟動計算機以后,種子就是定值了,所以根據公式推算出來的結果(也就是生成的亂數)就是固定的,
重新播種
我們可以通過 srand() 函式來重新“播種”,這樣種子就會發生改變,srand() 的用法為:
void srand (unsigned int seed);
它需要一個 unsigned int 型別的引數,在實際開發中,我們可以用時間作為引數,只要每次播種的時間不同,那么生成的種子就不同,最終的亂數也就不同,
使用 <time.h> 頭檔案中的 time() 函式即可得到當前的時間(精確到秒),就像下面這樣:
srand((unsigned)time(NULL));
對上面的代碼進行修改,生成亂數之前先進行播種:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand();
printf("%d\n", a);
return 0;
}
多次運行程式,會發現每次生成的亂數都不一樣了,但是,這些亂數會有逐漸增大或者逐漸減小的趨勢,這是因為我們以時間為種子,時間是逐漸增大的,結合上面的正態分布圖,很容易推斷出亂數也會逐漸增大或者減小,
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生成一定范圍內的亂數
在實際開發中,我們往往需要一定范圍內的亂數,過大或者過小都不符合要求,那么,如何產生一定范圍的亂數呢?我們可以利用取模的方法:
int a = rand() % 10; //產生0~9的亂數,注意10會被整除
如果要規定上下限:
int a = rand() % 51 + 13; //產生13~63的亂數
分析:取模即取余,rand()%51+13我們可以看成兩部分:rand()%51是產生 0~50 的亂數,后面+13保證 a 最小只能是 13,最大就是 50+13=63,
最后給出產生 13~63 范圍內亂數的完整代碼:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(){
int a;
srand((unsigned)time(NULL));
a = rand() % 51 + 13;
printf("%d\n",a);
return 0;
}
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