C语言随机数的生成

目录

前言

一、 随机数⽣成

1.rand

2.srand 

3.time

4.设置随机数的范围 

总结

前言

我们在前面已经学到了分支和循环结果，掌握了前面的知识，我们已经可以写一点有趣的代码了

一、 随机数⽣成

要想完成猜数字游戏，⾸先得产⽣随机数，那怎么产⽣随机数呢？

1.rand

C语⾔提供了⼀个函数叫rand，这函数是可以⽣成随机数的，函数原型如下所⽰：

int rand (void);

rand函数会返回⼀个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，这个RAND_MAX的⼤⼩是依赖编译器上实现的，但是⼤部分编译器上是32767。
rand函数的使⽤需要包含⼀个头⽂件是：stdlib.h

那我们就测试⼀下rand函数，这⾥多调⽤⼏次，产⽣5个随机数： 

int main()
{
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	return 0;
}

我们先运⾏⼀次，看看结果，再运⾏⼀次再看看结果，多运⾏⼏次呢？

我们可以看到虽然⼀次运⾏中产⽣的5个数字是相对随机的，但是下⼀次运⾏程序⽣成的结果和上⼀次⼀模⼀样，这就说明有点问题。
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。

之所以前⾯每次运⾏程序产⽣的随机数序列是⼀样的，那是因为rand函数⽣成随机数的默认种⼦是1。如果要⽣成不同的随机数，就要让种⼦是变化的。 

2.srand 

C语⾔中⼜提供了⼀个函数叫srand，⽤来初始化随机数的⽣成器的，srand的原型如下：

 void srand (unsigned int seed);

 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。

那也就是说给srand的种⼦是如果是随机的，rand就能⽣成随机数；在⽣成随机数的时候⼜需要⼀个随机数，这就⽭盾了。

那我们应该怎么办？

3.time

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函数原型如下：

time_t time (time_t* timer);

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。 

time函数的时候需要包含头⽂件：time.h

//VS2022 上time_t类型的说明
#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;

如果只是让time函数返回时间戳，我们就可以这样写：

time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳，这⾥没有接收返回值

 那我们就可以让⽣成随机数的代码改写成如下：

#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;
}

 运行结果

（注：截图只是当时程序运⾏的结果，你的运⾏结果不⼀定和这个⼀样） 

srand函数是不需要频繁调⽤的，⼀次运⾏的程序中调⽤⼀次就够了。

4.设置随机数的范围 

如果我们要⽣成0~99之间的随机数，⽅法如下：

rand() %100;//余数的范围是0~99

 如果要⽣成1~100之间的随机数，⽅法如下：

rand()%100+1;//%100的余数是0~99,0~99的数字+1,范围是1~100

如果要⽣成100~200的随机数，⽅法如下：

100 + rand()%(200-100+1)
 //余数的范围是0~100，加100后就是100~200

总结：所以如果要⽣成a~b的随机数，⽅法如下： 

a + rand()%(b-a+1)

总结

这篇文章我们讲解了，C语言中的随机数生成方式。下期我们来用随机数来制作一个小游戏；夏日炎炎，不忘初心。