有时候,我们需要随机产生一个在某范围的数,C/C++提供了一个库函数rand()来产生随机数。
函数原型:int rand(void);
功能:返回一个[0,RAND_MAX]间的随机整数。其中RAND_MAX是定义在stdlib.h头文件中的一个常量。
注意: rand()函数包含在头文件stdlib.h中,要使用它必须用#include<stdlib.h>引入该头文件;
计算机实际上并没有真正做到产生一个随机数,只是在一串预先定义好的数据中选择一个返回给函数。
那么,如何得到一个在a到b的整数呢?有两种方法:
法一:
公式:a+rand()%(b-a+1)
示例:
n=1000+rand()%9000;//随机生成一个四位数返回给n。a+rand()%(b-a+1),四位数即1000-9999,此时a=1000,b=9999
法二:
公式:a+rand()*(b-a+1)/RAND_MAX
示例:
n=1000+rand()*9000/RAND_MAX;//随机生成一个四位数返回给n。a+rand()*(b-a+1)/RAND_MAX,四位数即1000-9999,此时a=1000,b=9999
当要产生多个随机数时,rand()会重复调用产生相同的数字序列。如果想要每次执行产生的随机数不同,就需要进行随机初始化。因此引入srand()函数。
函数原型:void srand(unsigned seed);
功能:根据随机数生成器的种子seed的值初始化随机数。
我们当然可以用数组和循环来设置种子的值,那么有没有什么我们可以直接利用的一直变化的值呢?
当然有,时间就是。我们可以借助time.h头文件中的time(NULL)返回机器当前的时间。
函数原型:time_t(time_t*t)
功能:返回自纪元 Epoch(1970-01-01 00:00:00 UTC)起经过的时间。当参数为空指针NULL时,返回到当前机器时间的秒数,精度为长整型ld。
注意:要使用time()函数,先要通过#include<time.h>引入time.h头文件。
示例:
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main ()
{
time_t seconds;
seconds = time(NULL);
printf("自 1970-01-01 起的小时数 = %ld\n", seconds/3600);
return(0);
}
现在,将time(NULL)作为srand()函数的随机数产生器种子,即srand(time(NULL))就可以通过不断变化的系统时间得到不同的随机数。
示例:
问题描述:
随机产生一个四位数,同时给出各位数字和。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
while(1)
{
int n,a,b,c,d,s;
srand(time(NULL));
// n=1000+rand()%9000;//a+rand()%(b-a+1),四位数1000-9999,a=1000,b=9999
n=1000+rand()*9000/RAND_MAX;
a=n/1000;
b=n%1000/100;
c=n%100/10;
d=n%10;
s=a+b+c+d;
printf("%d\n",n);
printf("s=%d\n",s);
getchar();
}
return 0;
}
运行结果:
可以看出,我们成功得到了随机的四位数。
拓展问题:
1.为什么还会产生连续的相同的随机数?
答:键盘按太快了,函数读取系统时间有一定的延迟,是以秒为单位的,在1秒内按下的多个输入均视为相同时间,随机种子数不变,所以产生了相同的数。
2.1970年到现在已经过去了n秒,n是一个很大的数,是不是比rand()函数参数取的最大值RAND_MAX还大?会不会因为溢出而产生错误?
答:不会。在VC6中,RAND_MAX值是0x7fff,n确实比RAND_MAX大的多,即使n小于RAND_MAX,在未来也必然会有超过RAND_MAX的时刻。此时的随机种子数seed=n mod RAND_MAX,即按RAND_MAX长度为一个周期,取余数赋值给随机种子数seed。