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C++中用rand()和srand()产生为随机数方法介绍  

2008-10-24 09:11:16|  分类: 编程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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标准库(被包含于中)提供两个帮助生成伪随机数的函数:  

函数一:int rand(void);

从srand (seed)中指定的seed开始,返回一个[seed, RAND_MAX(0x7fff))间的随机整数。  

函数二:void srand(unsigned seed);

参数seed是rand()的种子,用来初始化rand()的起始值。  

可以认为rand()在每次被调用的时候,它会查看:

1)如果用户在此之前调用过srand(seed),给seed指定了一个值,那么它会自动调用

srand(seed)一次来初始化它的起始值。

2)如果用户在此之前没有调用过srand(seed),它会自动调用srand(1)一次。  

根据上面的第一点我们可以得出:

1)如果希望rand()在每次程序运行时产生的值都不一样,必须给srand(seed)中的seed一个变值,这个变值必须在每次程序运行时都不一样(比如到目前为止流逝的时间)。

2)否则,如果给seed指定的是一个定值,那么每次程序运行时rand()产生的值都会一样,虽然这个值会是[seed, RAND_MAX(0x7fff))之间的一个随机取得的值。

3)如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed),效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样(1也是一个定值)。  

举几个例子,假设我们要取得0~6之间的随机整数(不含6本身):  

例一,不指定seed:

for(int i=0;i<10;i++){  

ran_num=rand() % 6;

cout<<<" P ?;<>}

每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2  

例二,指定seed为定值1:

srand(1);

for(int i=0;i<10;i++){  

ran_num=rand() % 6;

cout<<<" P ?;<>}

每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

跟例子一的结果完全一样。  

例三,指定seed为定值6:

srand(6);

for(int i=0;i<10;i++){  

ran_num=rand() % 6;

cout<<<" P ?;<>}

每次运行都将输出:4 1 5 1 4 3 4 4 2 2

随机值也是在[0,6)之间,随得的值跟srand(1)不同,但是每次运行的结果都相同。  

例四,指定seed为当前系统流逝了的时间(单位为秒):time_t time(0):

#include

//…

srand((unsigned)time(0));

for(int i=0;i<10;i++){  

ran_num=rand() % 6;

cout<<<" P ?;<>}

第一次运行时输出:0 1 5 4 5 0 2 3 4 2

第二次:3 2 3 0 3 5 5 2 2 3

总之,每次运行结果将不一样,因为每次启动程序的时刻都不同(间隔须大于1秒?见下)。  

关于time_t time(0):  

time_t被定义为长整型,它返回从1970年1月1日零时零分零秒到目前为止所经过的时间,单位为秒。比如假设输出:

cout<< P>

值约为1169174701,约等于37(年)乘365(天)乘24(小时)乘3600(秒)(月日没算)。   另外,关于ran_num = rand() % 6,  

将rand()的返回值与6求模是必须的,这样才能确保目的随机数落在[0,6)之间,否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。

一个通用的公式是:

要取得[a,b)之间的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a (结果值将含a不含b)。

在a为0的情况下,简写为rand() % b。  

最后,关于伪随机浮点数:  

用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0~1之间的浮点数(注意,不同于整型时候的公式,是除以,不是求模),举例:

double ran_numf=0.0;

srand((unsigned)time(0));

for(int i=0;i<10;i++){  

ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);

cout<<<" P ?;<>}

运行结果为:0.716636,0.457725,…等10个0~1之间的浮点数,每次结果都不同。  

如果想取更大范围的随机浮点数,比如1~10,可以将

rand() /(double)(RAND_MAX) 改为 rand() /(double)(RAND_MAX/10)

运行结果为:7.19362,6.45775,…等10个1~10之间的浮点数,每次结果都不同。

至于100,1000的情况,如此类推。  

以上不是伪随机浮点数最好的实现方法,不过可以将就着用用…

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