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C語言中隨機(jī)數(shù)rand()函數(shù)詳解

更新時(shí)間：2022年02月16日 14:37:50 作者：嵌入式@hxydj

大家好，本篇文章主要講的是C語言中隨機(jī)數(shù)rand()函數(shù)詳解，感興趣的同學(xué)感快來看一看吧，對你有幫助的話記得收藏一下

在生活中很多場景下都需要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，比如抽獎(jiǎng)，打牌，游戲等場景下就需要使用隨機(jī)數(shù)。在C語言標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)里面有專門用來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的函數(shù)rand，它的函數(shù)原型如下：

  int __cdecl rand(void);

rand函數(shù)沒有參數(shù)，它的返回值就是隨機(jī)數(shù)。下面通過一個(gè)簡單的例子來測試一下rand函數(shù)。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
	
	int i;
		
	i = rand();

	printf("%d",i);
	return 0;
}

直接調(diào)用rand函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，并打印出來。運(yùn)行結(jié)果如下：

此時(shí)生成的隨機(jī)數(shù)為41，下面多生產(chǎn)幾個(gè)隨機(jī)數(shù)看看。

通過一個(gè)for循環(huán)產(chǎn)生10個(gè)隨機(jī)數(shù)，通過打印的結(jié)果可以看到第一個(gè)隨機(jī)數(shù)是41，其他后面9個(gè)數(shù)據(jù)都比較大。將隨機(jī)次數(shù)改為15，在測試一次。

此時(shí)產(chǎn)生了15個(gè)隨機(jī)數(shù)，但是通過和產(chǎn)生10個(gè)隨機(jī)數(shù)相比可以發(fā)現(xiàn)，這次產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)前面10個(gè)數(shù)字和上次一模一樣。將程序重新運(yùn)行之后，產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)和上一次也一模一樣。

這時(shí)什么原因呢？難道隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)rand出現(xiàn)了bug？

實(shí)際上通過rand函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是偽隨機(jī)數(shù)，它是根據(jù)一個(gè)數(shù)值然后通過公式計(jì)算出來一個(gè)值，將計(jì)算的結(jié)果作為隨機(jī)數(shù)返回。這個(gè)固定參考的數(shù)值就被稱為“種子”，每次計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)就會(huì)生成一個(gè)種子，然后在以后運(yùn)行的過程中種子就不會(huì)在發(fā)生變化了。所以每次執(zhí)行rnad函數(shù)的時(shí)候，它參考值種子值都是固定的，因此每次生成的隨機(jī)數(shù)也就是固定的。如果要每次生成的隨機(jī)數(shù)不同，那么每次產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)之前就需要改變種子的值。

種子的值是由srand函數(shù)來產(chǎn)生的，函數(shù)原型如下：

  void __cdecl srand(unsigned int _Seed);

函數(shù)沒有返回值，它的參數(shù)就是需要設(shè)置的種子值。將修改種子的函數(shù)也添加到代碼中。

將種子值設(shè)置為10，然后生成10個(gè)隨機(jī)數(shù)。

將種子值設(shè)置為20，然后生成10個(gè)隨機(jī)數(shù)。

可以看到當(dāng)種子的值發(fā)生變化后，生成的隨機(jī)數(shù)也就發(fā)生了變化。如果程序中需要重復(fù)的使用隨機(jī)的話，那么隨機(jī)種子的值就不能時(shí)一個(gè)定值，它必須時(shí)刻發(fā)生變化，這么生成的隨機(jī)數(shù)才能時(shí)刻發(fā)生變化。在系統(tǒng)中時(shí)刻發(fā)生變化的數(shù)字，首先能想到的就是時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間實(shí)時(shí)都在發(fā)生變化，不可能出現(xiàn)同樣的值。

那么就可以將獲取系統(tǒng)的時(shí)間，然后作為隨機(jī)數(shù)的種子。時(shí)間函數(shù)time原型如下：

__CRT_INLINE time_t __cdecl time(time_t *_Time) { return _time64(_Time); }

調(diào)用time函數(shù)后，它就會(huì)返回當(dāng)前系統(tǒng)的時(shí)間的秒數(shù)，它的參數(shù)可以直接設(shè)置為NULL。

調(diào)用time函數(shù)時(shí)，需要添加頭文件time.h。將時(shí)間值作為隨機(jī)種子，這樣每次生成的隨機(jī)數(shù)就會(huì)不同，但是通過上面的輸出結(jié)果可以看到，每次生成的隨機(jī)數(shù)大小都變化很大，如果要將隨機(jī)數(shù)的大小控制在一定范圍內(nèi)要怎么辦呢？

要控制數(shù)字的范圍，那么可以使用數(shù)學(xué)的取余數(shù)運(yùn)算，如果要將生成的數(shù)字控制在10以內(nèi)，那么對生成的數(shù)字除以10，然后取余數(shù)。這樣余數(shù)的大小就不會(huì)超過10。