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详解C语言随机数设置的三种方式(保姆级教程)

发布:2023-03-09 09:00:01 59


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C语言随机数设置

前言

本篇文章将为大家介绍在C语言中如何设置随机数,在设置随机数的过程中,大家可能会遇到以下问题:

1、每次进入程序后的随机数与上一次相同。

2、当随机数设置过快时,可能会相同。

3、如何设置指定范围的随机数。

随机数设置三板斧

在设置随机数的时候,我们需要用到三个函数,它们分别是rand,time,srand。下面将一一进行讲解:

第一式:rand函数

我们可以打开MSDN去看看rand函数的定义:

 rand函数的参数为空,返回值是一个0到RAND_MAX的整型数字。转到定义,我们可以看到,RAND_MAX的值为0x7fff。转为十进制为32767。

下面我们可以写一段代码生成10个随机数并将它打印出来:

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		int ret = rand();
		printf("%d ", ret);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

 我们可以运行看看,可以得到10个随机数字:

但是细心的小伙伴就发现了(记得自己敲代码观察结果,由于本人不会做动图,就麻烦各位佬自己敲代码看了),好像每次运行代码生成的10个随机数都是一样的。那是因为我们没有设置随机数种子,下面我们将讲解如何设置随机数种子:

第二式:srand函数

再次打开MSDN,查看我们的srand函数的定义:

 我们可以看到:srand函数的参数为一个无符号整型数字,返回值为零,随机数种子的设置是为了生成随机数。

下面我们将设置一个随即数种子再次生成10个随机数:

int main()
{
	int i = 0;
	srand(666);
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		int ret = rand();
		printf("%d ", ret);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

好了,这次我们设置了一个随机数种子,这下应该不会出问题了吧。我们再次运行我们的代码:

 细心的朋友又又又会发现了,这次怎么还是不管运行多少次代码,结果还是一样的呀,作者你这不坑人嘛!各位佬请冷静,当srand函数中的参数是一个变化的数的时候我们才会生成真正的随机数(就像你遇到一个路口,每次你都进入同一个路口,那尽头不都是一样的嘛,只有当你选择不同的路口进入的时候终点才不一样)。那这个时候又有小伙伴要说话了,作者你拿我寻开心呢?你说要生成一个随机数,这里你用srand又要用一个变化的参数,这不两头难嘛?

xdm别急。不妨想想在我们的计算机中什么是变化的?那不就是时间嘛?时间可是无时无刻不在改变。

小结:当我们在调用rand函数生成随机数的时候。我们需要设置随机数种子,如果我们设置的随机数种子相同,那么产生的随机数也是相同的,所以这时候我们就要设置不同的随机数种子。在计算机中时间是变化的,所以我们可以用时间来做随机数种子,每次程序运行的时间都不同,这样就可以得到我们的随机数了。

这里就要讲到我们的time函数了

第三式:time函数

这里我们先讲讲时间戳:

Unix时间戳是指从1970年1月1日开始所经过的秒数,不考虑闰秒。

再次查看time函数的定义:(ps:C语言中的time函数调用后会返回一个时间戳

 这里的time_t的本质其实是一个64位的整型。我们可以看到time函数的参数是一个指针,那我们直接给他传一个空指针就可以了。

值得注意的是:这里的返回值类型为time_t,有的编译器可能会发生警告,为了防止编译器警告,我们可以将它强制转换为unsigned int类型。

那么现在我们就可以解决刚刚的问题了,我们修改一下代码,再次运行。

int main()
{
	int i = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		int ret = rand();
		printf("%d ", ret);
	}
	time_t;
	printf("\n");
	return 0;
}

现在我们运行程序的话就会发现,随机数生成成功了。

常见问题:

1、每次进入程序后的随机数与上一次相同。

这是因为我们在设置随机数的时候 没有设置种子 或者 设置种子的srand函数中的参数不是一个变化的值(参数不是时间戳)。

2、当随机数设置过快时,可能会相同。

在设置随机数的时候,我们只需要设置一个随机种子就行了,如果我们每生成一个随机数就设置一个随机种子的话,由于程序运行的时间太快,可能时间戳会相同,从而产生的随机数也一样。

例如:

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		srand(time(NULL));
		int ret = rand();
		printf("%d ", ret);
	}
	time_t;
	printf("\n");
	return 0;
}

我们运行一下程序:

所以,我们在设置随机数的时候一定要检查是否只设置了一个随机数。

3、如何设置指定范围的随机数。

在设置随机数的时候,如果我们想要生成的随机数在一定范围内,那么我们就要对随机数进行一点小小的处理:

如果想要生成的随机数落在(0,n)

int q = rand()%(n+1) //生成的数与(n+1)整除,所以不包含n+1

随机数落在(1,n)

int q = rand()%n + 1;

随机数可以根据我们的需要进行设置,希望各位小伙伴能够灵活运用,今天的分享就到这里了,希望我的文章能够帮助到大家。要是有什么不对的地方也请各位指正。目前文章可能排版不是很好,但是我会努力的,希望自己的文章能够越写越好。祝各位水平越来越高,都能拿到好offer。

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参考资料

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