前言:当我们想要用C语言写程序来获取一个随机数时,该如何获取呢?这里我们上百度搜索一下
这里就有提到使用rand、srand、time库函数搭配来获取随机数,也许根据其所说我们已经可以获得随机数解决问题,但想问题不能只浮于表面,下面我们来深入认识一下rand、srand、time库函数。
一、rand库函数
rand函数详尽信息:rand - C++ Reference (cplusplus.com)
rand函数是不需要给其传参数,其返回类型为int。
rand函数其返回值是介于(0~RAND_MAX)的随机值,RAND_MAX有多大呢?我们可以拷到vs里转定义
0x7fff是一个十六进制数字,其十进制值为32,767,也就是说rand函数可以随机生成一个值在0~32767的随机数,看到这是不是感觉问题已经搞定了,别高兴太早!
这里提到rand函数生成的是一个伪随机数,这个随机数是基于“种子”之上生成的,我们来看看。
这里我们观察到两次运行得出的数据是一样的,那么这还能算得上随机数吗,都可以预测值了。
如果再深入了解⼀下,我们就不难发现,其实rand函数生成的随机数是伪随机的,伪随机数不是真正的随机数,是通过某种算法生成的随机数。真正的随机数的是无法预测下⼀个值是多少的。而rand函数是对⼀个叫“种子”的基准值进行运算生成的随机数。所以这里引出了srand库函数来对“种子”进行设置。
二、srand库函数
srand函数详尽信息:srand - C++ Reference (cplusplus.com)
srand函数需要接收一个无符号整形作为参数,其没有返回值,只用来执行设置rand函数“种子”的功能。程序中在调用rand函数之前先调用srand函数,通过srand函数的参数seed来设置rand函数生成随机数的时候的“种子”,只要“种子”在变化,每次生成的随机数序列也就变化起来了。
通过srand函数的参数seed来设置rand函数生成随机数的时候的“种子”。
这里我们可以看出通过srand函数对“种子”的设置,rand函数确实随机了起来,但是srand函数的参数如果不是一个随机值rand函数就不可能随机,但是我们就是要生成一个随机数,现在又需要一个随机数,这不是逻辑闭环了吗?那么如何让srand函数的参数随机起来呢?
三、time库函数
在程序中我们⼀般是使用程序运行的时间作为“种子”的,因为时间时刻在发生变化的。在C语言中有⼀个函数叫time,就可以获得这个时间。
time函数详尽信息:time - C++ Reference (cplusplus.com)
time函数会返回当前的日历时间,其实返回的是1970年1月1日0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值,单位是秒。返回的类型是time_t类型的,time_t类型本质上其实就是32位或者64位的整型类型。
time函数的参数timer如果是非NULL的指针的话,函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。如果timer是NULL,就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做:时间戳。
时间戳:
time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳,这⾥没有接收返回值
这样一来time函数也就返回时间戳了,因为时间总是在变化的,所以我们只要把时间戳传入srand函数即可。考虑到srand函数参数类型为unsigned int而time函数返回类型为time_t,为了不造成类型冲突,这里强制类型转换一下。
srand((unsigned int)time(NULL));
四、rand、srand、time函数配合使用生成随机数
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
//使⽤time函数的返回值设置种⼦
//因为srand的参数是unsigned int类型,我们将time函数的返回值强制类型转换
srand((unsigned int)time(NULL));
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
return 0;
}
五、生成规定范围的随机数
生成1~100随机数:
srand((unsigned int)time(NULL));
int ret = rand() % 100 + 1;
满一百就舍去,我们只需要将所得随机数对100取余数(可以得到0~99)再+1,那么我们得到的数就是1-100的数字,这时再加上1便是1~100的数字了。
六、补充说明
1.rand、srand库函数头文件为<stdlib.h>,time库函数有文件为<time.h>。
2.对于srand函数在每次程序开始调用一次对“种子”设置一下就好,不必频繁使用。