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用rand()和srand()产生为随机数的方法总结

2007-03-02 19:58 by U2U, 8917 visits, 网摘, 编辑

标准库<cstdlib>(被包含于<iostream>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<<ran_num<<" ";
}
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<<ran_num<<" ";
}
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<<ran_num<<" ";
}
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 <ctime>
//…
srand((unsigned)time(0));
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=rand() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}
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<<time(0);
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<<ran_numf<<" ";
}
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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15 条回复

  1. #1楼 搞活[未注册用户]2007-07-09 16:14
    谢谢
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  2. #2楼 木栅栏[未注册用户]2007-09-22 16:17
    多谢
      回复  引用    
  3. #3楼 杨德顺[未注册用户]2007-12-21 15:25
    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。

    我觉得上述说法不对!产生的随机数不会小于seed吗?
      回复  引用    
  4. #4楼 卫慈[未注册用户]2008-03-19 10:29
    正好用上,非常感谢
      回复  引用    
  5. #5楼 shuima[未注册用户]2008-04-28 08:57
    非常感谢。
      回复  引用    
  6. #6楼 homeofish[未注册用户]2008-05-25 06:24
    不错,收下了
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  7. #7楼 skywlekr[未注册用户]2008-07-14 10:56
    谢过
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  8. #8楼 蜗牛1号[未注册用户]2008-09-14 20:08
    不错啊!
    很详细。
    多谢了,辛苦了。
      回复  引用    
  9. #9楼 菜菜002[未注册用户]2008-10-22 20:19
    谢过,收藏
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  10. #10楼 Ceci[未注册用户]2009-03-10 14:55
    非常好,感谢了……呵呵
      回复  引用    
  11. #11楼 abcdef[未注册用户]2009-03-24 20:23
    谢谢!学习了
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  12. #12楼 yzq[未注册用户]2009-03-31 20:08
    Thanks
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  13. #13楼 jiaodahaoren[未注册用户]2009-05-20 16:45
    明白
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  14. #14楼 绵阳人社区[未注册用户]2009-06-29 16:00
    学习了。谢谢。讲得很清楚
      回复  引用    
  15. #15楼 绵阳人社区[未注册用户]2009-06-29 16:01
    学习了。谢谢。讲得很清楚
      回复  引用    



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