C++学习笔记—srand()和rand()

    今天看了同事写的小程序,发现了其中出现了srand()和rand()这两个我以前没有用过的函数,当然从名字可以看出肯定能随机数有关,于是网查资料知这两个函数配合一起使用来产生随机数的,哈哈,又长知识了,现将这两个函数的使用贴过来,以备以后查看使用。

   这两个帮助生成伪随机数的函数包含在标准库 <cstdlib>中,所以首先需在头文件中包含进来。

    注意:在C语言中包含在标准库<stdlib.h>中。

    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。 

    用法:它需要提供一个种子,这个种子会对应一个随机数,如果使用相同的种子后面的rand()函数会出现一样的随机数。如: srand(1); 直接使用1来初始化种子。不过为了防止随机数每次重复常常使用系统时间来初始化,即使用 time函数来获得系统时间,它的返回值为从 00:00:00 GMT, January 1, 1970 到现在所持续的秒数,然后将time_t型数据转化为(unsigned)型再传给srand函数,即: srand((unsigned) time(&t)); 还有一个经常用法,不需要定义time_t型t变量,即: srand((unsigned) time(NULL)); 直接传入一个空指针,因为你的程序中往往并不需要经过参数获得的t数据。srand((int)getpid()); 使用程序的ID(getpid())来作为初始化种子,在同一个程序中这个种子是固定的。

    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… 

posted @ 2012-05-23 16:29 Alexia(minmin) 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏
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