☆ 随机数生成函数

"随机数"在C语言程序设计中也会经常遇到，利用随机数生成函数我们可以获取许多位的随机数、随机数组、随机矩阵等等。

是不是充满了吸引力~

下面就介绍如何使用：

 

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生成随机数要使用到三个函数：

• rand()：
  rand()函数用来产生随机数，会在0~32767的范围内随机返回一个整型数；
  使用该函数之前需要引用库函数"stdlib.h"；
  其函数原型为：int rand(void)，参数为空，返回值为一个int型变量。  
  使用rand()函数来产生随机数实际上并不是严格意义上的随机数，它是通过一个算法来模拟输出随机数，因为算法周期比较长，所以基本就达到了"随机"，但是如果仅仅使用该函数，那么每次运行输出的结果都是一样的：

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  
  int main()
  {
  	int i;
  	system("title 伪随机数示例程序1"); 
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	return 1;
  }

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  
  int main()
  {
  	int i;
  	system("title 伪随机数示例程序2"); 
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	printf("Random numbers are: %i %i\n",rand(),rand());
  	return 1;
  }

  运行两个程序后会发现两次输出的结果是一致的，那么如何实现更好的"随机"呢？这个时候我们就会用到下一个函数。

• srand()：   
  srand()函数是随机数发生器的初始化函数。
  函数原型：void srand(unsigned int seed);，参数是一个整型变量（随机数种子）；
  srand()需要与rand()配合使用，rand()在产生随机数前，需要系统提供的生成伪随机数序列的种子，rand根据这个种子的值产生一系列随机数。如果系统提供的种子没有变化，每次调用rand函数生成的伪随机数序列都是一样的，就像上面的两个程序一样，已确定默认种子的值，而srand()函数就起到手动改变种子的作用。  
  但是我们会发现：如果在两个程序中种子设置的是相同的，那么rand()返回的值还是相同的。
  那么有什么办法可以让每次传入的种子都不一样呢（手动一个一个输入除外）？ 
  那么我们首先就会想到什么东西是在一直变化的呢？——时间； 
  如果将当前的系统时间提取出来再传入srand函数中，不就可以实现每次种子都不一样了么，Bingo! 
  这就需要使用time()函数：

• time()：  
  time() 是返回自 Unix 纪元（1970.01.01 00:00:00）起的当前时间的秒数的函数，主要用来获取当前的系统时间，返回的结果是一个 time_t（我在另一篇博客中有提到）类型。    
  使用方法：time(0);   
  结合srand使用方法：srand(time(0)); 这就实现了获取不同的随机种子。

 

rand()函数的一些用法： 

• rand()%10：rand()函数返回的值对10取余，就可获取0~9的数；
• i+rand()%(j-i-1) ：获取范围在 [i , j]的随机数；

 

随机数获取示例——获取四位随机数：

• 提到这个问题的解决方案我们可能会想到使用上面第一种用法：rand()%10000；

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

int main()
{
	int i,count=0;
	srand(time(0));
	system("title 获取四位的随机数"); 
	for(i=0;i<30;i++)
	{
		printf("%-6d",rand()%10000);
		count++;
		if(count%5==0)
		{
			printf("\n");
		}
	}
	return 1;
}

• 但是观察运行结果（为什么出错了呢？回到文章开头的rand()函数介绍看看第一句吧~~）：       

  

• 那么应该怎么样实现呢？（既然获取多位数有问题，那么我就一位一位获取然后把他们拼起来不就可以了嘛~Bingo！）   
  这就需要我么使用数组来保存获取的每一位随机数，然后再将其赋值给一个整型数值，就可以得到一个四位的随机数了。  

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 4

int main()
{
	int i,a=0;
	int m=1000;
	int num[4];
	system("title 随机数");
	srand(time(0));
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		num[i]=rand()%10;
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		printf("%d",num[i]);
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		a+=num[i]*m;
		m=m/10;
	}
	return 0;
}

 

• 如果有小伙伴是自己敲的，那么可能会写成以下这种形式：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 4

int main()
{
	int i,a=0;
	int m=1000;
	int num[4];
	system("title 随机数");
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		srand(time(0));
		num[i]=rand()%10;
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		printf("%d",num[i]);
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		a+=num[i]*m;
		m=m/10;
	}
	return 0;
}

    什么？你说没看到差别？好吧好吧~那就再多看几遍就吧~~（结合运行结果能不能实际地体会到计算机的运算速度呢？）

• 但是我们又会想到：如果我们想要获取四位不相同的随机数，该怎么办呢？——添加一个过滤功能即可；

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <time.h>
  #define N 4
  
  int main()
  {
  	int i,j,a;
  	int m=1000;
  	int num[4];
  	system("title 获取四位随机数");
  	for(i=0;i<4;i++)
  	{
  		srand(time(0));
  		num[i]=rand()%10;
  		for(j=0;j<i;j++)
  		{
  			while(num[i]==num[j] || j<-1)
  			{
  				num[i]=rand()%10;
  				j--;
  			}
  		}
  	}
  	for(i=0;i<N;i++)
  	{
  		printf("%d",num[i]);
  	}
  	for(i=0;i<N;i++)
  	{
  		a+=num[i]*m;
  		m=m/10;
  	}	
  	return 0;
  }

  文章到这就结束了哟~

 

 

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             最快的脚步不是跨越，而是继续，最慢的步伐不是小步，而是徘徊。

 

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