C++随机数

看编程珠玑，然后里面有提到随机数，于是小搜了一下，主要来自于这篇文章，然后自己的试验也写在里面了。

http://www.cppblog.com/Niino/archive/2008/08/16/59042.html

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。

 

---跳脱一下---

根据原帖的回复，这一段话是错的。看的时候，我也在想，先调用srand初始化种子，然后rand的时候，又要调用srand，那代码也就是在rand中包含了srand的咯，这样每次调用rand的时候，就会调用srand，感觉很费劲的样子。

于是看到评论有人贴出了一段代码如下：

static unsigned int g_seed = 0;

void srand(int seed) {
g_seed = seed;
}

int rand() {
g_seed = 214013 * g_seed + 2531011;
return g_seed ^ g_seed >> 15;
}

但是实验了一下，貌似和vc中的结果不一样，我用的是vs2010，于是去找了一下代码。其实，思路都差不多，按照这个评论改了一下，然后发现实际上应该是这样的。运行下面的代码，然后应该系统的输出和自己的输出的结果是一样的。

static unsigned int g_seed = 1;

void my_srand(int seed) {
    g_seed = seed;
}
// 其实思路和评论是差不多的
int my_rand() {
    g_seed = g_seed * 214013L + 2531011L;
    return (g_seed>>16)& 0x7fff;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    srand((unsigned)time(0));
    my_srand((unsigned)time(0));
    for(int j=0; j<10; j++)
    {
        for (int i=0; i<10; i++)
        {
            int ranNum = rand()%6;
            cout<<ranNum<<' ';
        }
        cout<<endl;
        for (int i=0; i<10; i++)
        {
            int ranNum = my_rand()%6;
            cout<<ranNum<<' ';
        }
        cout<<endl<<endl;
    }
    return 0;
}

----跳脱结束，继续说随机数---

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

这里要说明一下，每次编译后运行的结果是一样的，但是在同一个程序内运行多次的结果是不一样的。这里也很好解释，从之前分析的代码中就可以看到，每次执行rand函数，种子都会自己我更新，但是只要第一次种子定了，每次自我更新的值也是一样的。

 

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…

 

结束，在此感谢原博主和博文的第一个评论，当然啦，这种方法实现随机数只是一种很简单的方法，一下两篇有更深入的介绍。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_51409e8f01009hr7.html

http://bbs.csdn.net/topics/80515171