C語言的隨機數rand()函數詳解

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在生活中很多場景下都需要產生隨機數，比如抽獎，打牌，遊戲等場景下就需要使用隨機數。在C語言標準庫函數裡面有專門用來產生隨機數的函數rand，它的函數原型如下：

  int __cdecl rand(void);

rand函數沒有參數，它的返回值就是隨機數。下面通過一個簡單的例子來測試一下rand函數。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char** argv) {
	int i;
	i = rand();
	printf("%d",i);
	return 0;
}

直接調用rand函數產生一個隨機數，並打印出來。運行結果如下：

image.png

此時生成的隨機數為41，下面多生產幾個隨機數看看。

image.png

通過一個for循環產生10個隨機數，通過打印的結果可以看到第一個隨機數是41，其他後面9個數據都比較大。將隨機次數改為15，在測試一次。

image.png

此時產生瞭15個隨機數，但是通過和產生10個隨機數相比可以發現，這次產生的隨機數前面10個數字和上次一模一樣。將程序重新運行之後，產生的隨機數和上一次也一模一樣。

這時什麼原因呢？難道隨機數生成函數rand出現瞭bug？

實際上通過rand函數產生的隨機數是偽隨機數，它是根據一個數值然後通過公式計算出來一個值，將計算的結果作為隨機數返回。這個固定參考的數值就被稱為“種子”，每次計算機啟動時就會生成一個種子，然後在以後運行的過程中種子就不會在發生變化瞭。所以每次執行rnad函數的時候，它參考值種子值都是固定的，因此每次生成的隨機數也就是固定的。如果要每次生成的隨機數不同，那麼每次產生隨機數之前就需要改變種子的值。

種子的值是由srand函數來產生的

函數原型如下：

  void __cdecl srand(unsigned int _Seed);

函數沒有返回值，它的參數就是需要設置的種子值。將修改種子的函數也添加到代碼中。

將種子值設置為10，然後生成10個隨機數。

image.png

將種子值設置為20，然後生成10個隨機數。

image.png

可以看到當種子的值發生變化後，生成的隨機數也就發生瞭變化。如果程序中需要重復的使用隨機的話，那麼隨機種子的值就不能時一個定值，它必須時刻發生變化，這麼生成的隨機數才能時刻發生變化。在系統中時刻發生變化的數字，首先能想到的就是時間，因為時間實時都在發生變化，不可能出現同樣的值。

那麼就可以將獲取系統的時間，然後作為隨機數的種子。時間函數time原型如下：

__CRT_INLINE time_t __cdecl time(time_t *_Time) { return _time64(_Time); }

調用time函數後，它就會返回當前系統的時間的秒數，它的參數可以直接設置為NULL。

image.png

調用time函數時，需要添加頭文件time.h。將時間值作為隨機種子，這樣每次生成的隨機數就會不同，但是通過上面的輸出結果可以看到，每次生成的隨機數大小都變化很大，如果要將隨機數的大小控制在一定范圍內要怎麼辦呢？

要控制數字的范圍，那麼可以使用數學的取餘數運算，如果要將生成的數字控制在10以內，那麼對生成的數字除以10，然後取餘數。這樣餘數的大小就不會超過10。

image.png

這裡對生成的隨機數除以100取餘，這樣最後產生的隨機數都會在100以內。

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容!

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