C Programming - 随机数生成

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我是靠谱客的博主合适蜜蜂，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C Programming - 随机数生成，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

"随机数"在C语言程序设计中也会经常遇到，利用随机数生成函数我们可以获取许多位的随机数、随机数组、随机矩阵等等。

是不是充满了吸引力~

下面就介绍如何使用：

生成随机数要使用到三个函数：

rand()：
rand()函数用来产生随机数，会在0~32767的范围内随机返回一个整型数；
使用该函数之前需要引用库函数 "stdlib.h"；
其函数原型为：int rand(void)，参数为空，返回值为一个int型变量。
使用rand()函数来产生随机数实际上并不是严格意义上的随机数，它是通过一个算法来模拟输出随机数，因为算法周期比较长，所以基本就达到了"随机"，但是如果仅仅使用该函数，那么每次运行输出的结果都是一样的：
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	int i;
	system("title 伪随机数示例程序1"); 
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	return 1;
}
```
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	int i;
	system("title 伪随机数示例程序2"); 
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	printf("Random numbers are: %i %in",rand(),rand());
	return 1;
}
```
运行两个程序后会发现两次输出的结果是一致的，那么如何实现更好的"随机"呢？这个时候我们就会用到下一个函数。
srand()：
srand()函数是随机数发生器的初始化函数。
函数原型：void srand(unsigned int seed);，参数是一个整型变量（随机数种子）；
srand()需要与rand()配合使用，rand()在产生随机数前，需要系统提供的生成伪随机数序列的种子，rand根据这个种子的值产生一系列随机数。如果系统提供的种子没有变化，每次调用rand函数生成的伪随机数序列都是一样的，就像上面的两个程序一样，已确定默认种子的值，而srand()函数就起到手动改变种子的作用。
但是我们会发现：如果在两个程序中种子设置的是相同的，那么rand()返回的值还是相同的。
那么有什么办法可以让每次传入的种子都不一样呢（手动一个一个输入除外）？
那么我们首先就会想到什么东西是在一直变化的呢？——时间；
如果将当前的系统时间提取出来再传入srand函数中，不就可以实现每次种子都不一样了么，Bingo!
这就需要使用time()函数：
time()：
time() 是返回自 Unix 纪元（1970.01.01 00:00:00）起的当前时间的秒数的函数，主要用来获取当前的系统时间，返回的结果是一个 time_t（我在另一篇博客中有提到）类型。
使用方法：time(0);
结合srand使用方法：srand(time(0)); 这就实现了获取不同的随机种子。

rand()函数的一些用法：

rand()%10：rand()函数返回的值对10取余，就可获取0~9的数；
i+rand()%(j-i-1) ：获取范围在 [i , j]的随机数；

随机数获取示例——获取四位随机数：

提到这个问题的解决方案我们可能会想到使用上面第一种用法：rand()%10000；

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main()
{
	int i,count=0;
	srand(time(0));
	system("title 获取四位的随机数"); 
	for(i=0;i<30;i++)
	{
		printf("%-6d",rand()%10000);
		count++;
		if(count%5==0)
		{
			printf("n");
		}
	}
	return 1;
}

但是观察运行结果（为什么出错了呢？回到文章开头的rand()函数介绍看看第一句吧~~）：

那么应该怎么样实现呢？（既然获取多位数有问题，那么我就一位一位获取然后把他们拼起来不就可以了嘛~Bingo！）
这就需要我么使用数组来保存获取的每一位随机数，然后再将其赋值给一个整型数值，就可以得到一个四位的随机数了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 4

int main()
{
	int i,a=0;
	int m=1000;
	int num[4];
	system("title 随机数");
	srand(time(0));
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		num[i]=rand()%10;
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		printf("%d",num[i]);
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		a+=num[i]*m;
		m=m/10;
	}
	return 0;
}

如果有小伙伴是自己敲的，那么可能会写成以下这种形式：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 4

int main()
{
	int i,a=0;
	int m=1000;
	int num[4];
	system("title 随机数");
	for(i=0;i<4;i++)
	{
		srand(time(0));
		num[i]=rand()%10;
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		printf("%d",num[i]);
	}
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		a+=num[i]*m;
		m=m/10;
	}
	return 0;
}

什么？你说没看到差别？好吧好吧~那就再多看几遍就吧~~（结合运行结果能不能实际地体会到计算机的运算速度呢？）

但是我们又会想到：如果我们想要获取十位不相同的随机数，该怎么办呢？添加重复检测即可：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 10

int main()
{
	int res;
	int num[N];
	srand(time(0));
	for(int i=0;i<N;i++)
	{
		num[i]=rand()%10;
		/*重复检测*/
		int k=0;
		while(k<i){
			if(num[k] == num[i]){
				num[i] = rand()%10;
				k = 0;
				continue;
			}else{
				k++;
				if(k == N){
					break;
				}
			}
		}
	}	
	for(int i=0;i<N;i++){
		printf("%d",num[i]);
	}
	return 0;
}