C语言是一种广泛使用的编程语言,它提供了一些函数和头文件来生成和处理随机数。在本文中,我们将介绍C语言中随机数的概念、用法和注意事项。
随机数是指在一个给定范围内,每个数出现的概率相等的数。例如,如果我们要生成0到9之间的随机数,那么每个数字出现的概率都是1/10。
在C语言中,我们一般使用
int rand(void);
void表示不需要传递参数。rand()会随机生成一个位于0到RAND_MAX之间的整数。RAND_MAX是
C语言中还有一个random()函数可以获取随机数,但是random()不是标准函数,不能在VC/VS等编译器通过,所以比较少用。
在实际编程中,我们经常需要生成一定范围内的随机数,例如,贪吃蛇游戏中在随机的位置出现食物,扑克牌游戏中随机发牌。那么,如何产生一定范围内的随机数呢?
我们可以利用取模的方法:
int a = rand() % 10; //产生0~9的随机数,注意10会被整除
如果要规定上下限:
int a = rand() % 51 + 13; //产生13~63的随机数
分析:取模即取余,rand()%51+13我们可以看成两部分:rand()%51是产生0~50的随机数,后面+13保证a最小只能是13,最大就是50+13=63。
下面是一个生成13~63范围内随机数并打印出来的代码示例:
#include
#include
int main(){
int a;
a = rand() % 51 + 13;
printf("%d
", a);
return 0;
}
运行结果举例:
37
在使用rand()函数生成随机数时,有一些注意事项需要了解。
首先,rand()函数产生的随机数是伪随机数,是根据一个数值按照某个公式推算出来的,这个数值我们称之为“种子”。种子和随机数之间的关系是一种正态分布。
种子在每次启动计算机时是随机的,但是一旦计算机启动以后它就不再变化了;也就是说,每次启动计算机以后,种子就是定值了,所以根据公式推算出来的结果(也就是生成的随机数)就是固定的。
如果我们不进行任何操作,那么每次运行程序都会得到相同的随机数。这显然不符合我们的需求。那么,如何让种子变化呢?
其次,我们可以通过srand()函数来重新“播种”,这样种子就会发生改变。srand()函数用于给rand()函数设定种子。srand()的用法为:
void srand(unsigned int seed);
srand()函数的参数seed是一个无符号整型数,我们可以自己指定一个数值,也可以用系统时间来作为种子。一般来说,使用系统时间作为种子比较常见,因为系统时间是不断变化的,这样就能保证每次运行程序时都能得到不同的随机数。
要使用系统时间作为种子,我们需要引入
time_t time(time_t *timer);
time_t是一个长整型数,用于表示从1970年1月1日0时0分0秒到现在的秒数。如果timer不为空指针,则把当前时间赋值给它所指向的变量。如果timer为空指针,则只返回当前时间。
下面是一个使用系统时间作为种子并生成13~63范围内随机数并打印出来的代码示例:
#include
#include
#include
int main(){
int a;
srand(time(NULL)); //使用系统时间作为种子
a = rand() % 51 + 13;
printf("%d
", a);
return 0;
}
运行结果举例:
52
最后,我们需要注意rand()函数生成的随机数并不是真正的随机数,而是伪随机数。这意味着它们是有规律的,只是规律很复杂而已。如果我们知道了种子和公式,就可以预测出下一个随机数。因此,在一些对安全性要求高的场合,例如密码学、加密通信等,不能使用rand()函数来生成随机数,而要使用一些更加复杂和安全的算法。
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页面更新:2024-03-30
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