随机数生成

目录

一、rand函数

二、srand函数

三、time函数

一、rand函数

        我们想要生成一个随机数，可以使用rand函数，rand函数定义在<stdlib.h>头文件中。它的函数原型如下：

int rand(void)

        它能返回一个 0~RAND_MAX 之间的整数，RAND_MAX的大小由编译器厂商设定，但一般是32767。可以设置多个随机数试一下：

        重复运行上面的程序，会发现每次的执行结果都一样，这样就失去了随机数的意义。实际上rand生成的是伪随机数，这种随机数是按照规定的算法以设置的“种子”值为基准计算出来的，所以本质上是不随机（按照某种规则生成）的。因为rand默认种子值是1，所以每次算法计算的结果都是一样的。如果想让每次运行的结果都不同，那么需要让种子值变化起来。

二、srand函数

        srand函数就能用于设置rand函数的种子值（初始化随机数生成器），它也定义在头文件<stdlib.h>中，其函数原型如下：

void srand(unsigned int seed)

        现在又有一个问题，如果我们需要让种子值随机，但是我们想解决的就是rand生成随机数的问题，那不就矛盾了吗？我们不能得到随机的种子值，但是能得到变化的种子值，比如根据时间而变化。

三、time函数

        time函数能获得当前的时间戳，时间戳就是当前的时间与计算机的初始时间1970年1月1日0时0分0秒之间的差值，以秒为单位。它定义在<time.h>头文件中，其函数原型如下：

time_t time(time_t *timer)

        可以看看VS2022 的 time_t的定义：

#ifndef _CRT_NO_TIME_T
    #ifdef _USE_32BIT_TIME_T
        typedef __time32_t time_t;
    #else
         typedef __time64_t time_t;
    #endif
#endif

typedef long                   __time32_t;
typedef __int64                __time64_t;

        本质上 time_t 是32位或64位整型。当time的参数非NULL时，time函数不仅会返回时间戳，还会把返回的时间戳存储在timer指向的内存空间里；当参数为NULL时，time函数只返回时间戳。

        现在有了rand函数、srand函数和time函数，就能生成每次运行都不一样的随机数了，如下：

第一次运行

第二次运行

        最后我们要注意的是，随机数种子只需要设置一次就行了，不要把它放在循环里面，比如这样：

        这样会导致每一轮循环生成的随机数都是一样的，因为程序执行得很快，很多轮循环都会发生在同1秒内，导致时间戳没变，设置的种子值也就不变了。可以看看我把循环次数改为1000后（时间延长），首尾的循环轮次生成的随机数是有变化的：

前面的循环生成的随机数

最后面的循环生成的随机数