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  • c++产生随机数
    2022-06-08 00:51:23

    使用cstdlib库

    C++11之前,C和C++都用相同的方法来产生随机数(伪随机数),即rand()函数,用法如下:

    1)使用srand()撒一个种子

    功能:初始化随机数发生器

    用法:void srand(unsigned int seed)

    2)使用rand()产生随机数

    功能:随机数发生器

    用法:intrand(void)

    3)控制随机数范围

    要取得 [a,b) 的随机整数,使用 (rand() % (b-a))+ a;

    要取得 [a,b] 的随机整数,使用 (rand() % (b-a+1))+ a;

    要取得 (a,b] 的随机整数,使用 (rand() % (b-a))+ a + 1;

    ** 参考:C++ rand 与 srand 的用法

    4)示例代码

    #include <iostream>
    #include <ctime>
    #include <cstdlib>
    
    int getRand(int min, int max);
    
    int main() {
    
        srand(time(0));
    
        for (int i=0; i<
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  • C++产生随机数

    万次阅读 多人点赞 2019-05-23 12:19:46
    随机数 计算机的随机数都是由伪随机数,即是由小M多项式序列生成的,...我们知道rand()函数可以用来产生随机数,但是这不是真正意义上的随机数,是一个伪随机数,是根据一个数(我们可以称它为种子)为基准以某个...

    随机数

    计算机的随机数都是由伪随机数,即是由小M多项式序列生成的,其中产生每个小序列都有一个初始值,即随机种子。(注意: 小M多项式序列的周期是65535,即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535,当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。)

    我们知道rand()函数可以用来产生随机数,但是这不是真正意义上的随机数,是一个伪随机数,是根据一个数(我们可以称它为种子)为基准以某个递推公式推算出来的一系列数,当这系列数很大的时候,就符合正态公布,从而相当于产生了随机数,但这不是真正的随机数,当计算机正常开机后,这个种子的值是定了的,除非你破坏了系统。

    1.rand()

    功能:随机数发生器

    用法:int rand(void)

    所在头文件: stdlib.h

    rand()的内部实现是用线性同余法做的,它不是真的随机数,因其周期特别长,故在一定的范围里可看成是随机的。

    rand()返回一随机数值的范围在0至RAND_MAX 间。RAND_MAX的范围最少是在32767之间(int)。用unsigned int 双字节是65535,四字节是4294967295的整数范围。0~RAND_MAX每个数字被选中的机率是相同的。

    用户未设定随机数种子时,系统默认的随机数种子为1。

    rand()产生的是伪随机数字,每次执行时是相同的;若要不同,用函数srand()初始化它。

    2.srand()

    功能:初始化随机数发生器

    用法: void srand(unsigned int seed)

    所在头文件: stdlib.h

    srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。参数seed必须是个整数,如果每次seed都设相同值,rand()所产生的随机数值每次就会一样。

    3.使用当前时钟作为随机数种子

    rand()产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的。若要不同,用函数srand()初始化它。可以利用srand((unsigned int)(time(NULL))的方法,产生不同的随机数种子,因为每一次运行程序的时间是不同的。

    4.产生随机数的用法

    1) 给srand()提供一个种子,它是一个unsigned int类型; 
    2) 调用rand(),它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到RAND_MAX之间); 
    3) 根据需要多次调用rand(),从而不间断地得到新的随机数; 
    4) 无论什么时候,都可以给srand()提供一个新的种子,从而进一步“随机化”rand()的输出结果。

    0~RAND_MAX之间的随机数程序

    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <time.h> 
    using namespace std; 
    int main()
    { 
    srand((unsigned)time(NULL)); 
    for(int i = 0; i < 10;i++ ) 
            cout << rand() << '\t'; 
    cout << endl; 
    return 0;
    }

    5.产生一定范围随机数的通用表示公式

    要取得[a,b)的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a; 
    要取得[a,b]的随机整数,使用(rand() % (b-a+1))+ a; 
    要取得(a,b]的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a + 1; 
    通用公式:a + rand() % n;其中的a是起始值,n是整数的范围。 
    要取得a到b之间的随机整数,另一种表示:a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。 
    要取得0~1之间的浮点数,可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

    不重复随机数

    1. 方法一

    最初的思想是每生成一个随机数,便于前面的所有随机数进行比较,如果有重复,则舍去不要,重新选取。但该方法十分费时,并且在数据量巨大的并且有一定限制的时候,会引发巨大问题。例如要生成10000个随机数,范围是0-9999,且不能重复,那么最后几个随机数有可能需要相当长的时间才能筛选出来。

    下面我们从另外一个角度来思考,假设我们已经由一个数组长度为10000的数组,里面分别存储了数据0-9999,我现在的做法是想办法让10000个数进行随机排列,便得到了这样一个随机数列,如果我只要其中的100个数,那么从前面取出100个就好。这里利用algorithm.h里面的一个函数,来进行简单处理。

    template<class RandomAccessIterator>  
        void random_shuffle(
          RandomAccessIterator _First, 
          RandomAccessIterator _Last
    );

    这个函数操作的对象是容器的迭代器,即我们需要将存储数据从数组变为容器就好了,下面代码实现一下:

    #include <algorithm>
    #include <iostream>
    #include <vector>
    
    using namespace std;
    
    void randperm(int Num)
    {
        vector<int> temp;
        for (int i = 0; i < Num; ++i)
        {
            temp.push_back(i + 1);
        }
    
        random_shuffle(temp.begin(), temp.end());
    
        for (int i = 0; i < temp.size(); i++)
        {
            cout << temp[i] << " ";
        }
    }
    
    cout << endl;

    2. 方法二

    按顺序产生这些数,但随机产生它们的位置。例如下面产生100个100以内不重复随机数的代码:

    int a[100];
    for(i=0; i<=99; ++i) a[i]=i;
    for(i=99; i>=1; --i) swap(a[i], a[rand()%i]);

    上面这段代码只需要遍历一次就可以产生这100个不重复的随机数,它是如何做到的呢?首先第二行按顺序用0到99填满整个数组;第三行,是随机产生从0到m-2个数组下标,把这个下标的元素值跟m-1下标的元

    素值交换,一直进行到下标为1的元素。因此它只需要遍历一次就能产生全部的随机数。

    再看下面的代码,原理跟上面例子相似,但效率比上面的差点,但仍不失为一个好方法:

    int a[100]={0};
    int i, m;
    for(i=1; i<=99; ++i)
    {
            while(a[m=rand()%100]);
            a[m] = i;
    }

    这段代码也是随机产生位置,但它预先把整个数组初始化为0,然后随机产生其中一个位置,如果该元素值为0,表示这个位置还没有被使用过,就把i赋予它;否则,就重新随机产生另一个位置,直到整个数组

    被填满。这个方法,越到后面,遇到已使用过的元素的可能性越高,重复次数就越多,这是不及第一个方法的地方,但总的来说,效率还是不错的。

     

    References:

    [1]. 如何高效产生m个n范围内的不重复随机数

    [2]. C/C++中产生随机数(rand,srand用法)

    [3]. C++中随机数和不重复的随机数

    展开全文
  • C语言中有可以产生随机数的函数,需要添加 stdlib.h 头文件和 time.h 头文件。 srand((unsigned) time(NULL)); //初始化随机种子 for(int i = 0; i < 10; i++) printf("%d ", rand()); 其中,rand()函数...

    C语言中有可以产生随机数的函数,需要添加 stdlib.h 头文件和 time.h 头文件。

    	srand((unsigned) time(NULL));	//初始化随机种子 
    	for(int i = 0; i < 10; i++)
    		printf("%d ", rand());

    其中,rand()函数只能产生[0, RAND_MAX]范围内的整数(RAND_MAX是stdlib.h中的一个常数)。

     

    如果想要产生给定范围[a,b]内的随机数,需要使用 rand()%(b-a+1)+a。其中rand()%(b-a+1)的范围是[0,b-a],再加上a之后就是[a,b]。


    若要生成大于RAND_MAX的随机数,则可使用下一种方法:

    1.先用rand()生成一个[0,RAND_MAX]范围内的随机数

    2.然后用这个随机数除以RAND_MAX,这样就能得到一个[0,1]范围内的浮点数

    3.最后用这个浮点数乘以范围长度b-a+1,再加上a即可

    (int)(round(1.0 * rand() / RAND_MAX * (right - left) + left))

    即如上代码所示,可产生[left,right]范围内的随机数。

    展开全文
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    C++产生随机数函数rand()

    C++11之前没有random,生成随机数用rand(),可以配合srand()来使用。rand()不是真正的生成随机数,而是线性取余,有可能也会生成相同的数出来。生成的随机数最大值为RAND_MAX,宏定义在<stdlib.h>中,为0x7FFF,也就是4294967295。
    rand()规则:
    生成0到最大值之间的随机数:rand()
    生成(a,b)之间的随机数:(rand()%(b-a)) + (a+1)
    生成[a,b)之间的随机数:(rand()%(b-a)) + a
    生成(a,b]之间的随机数:((rand()%(b-a)) +a )+ 1
    生成[a,b]之间的随机数:(rand()%(b-a+1)) + a
    例如产生一个10~20之间的随机数

    (rand()%10) + 10
    

    srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。 参数seed必须是个整数,通常可以利用time(0)的返回值或NULL来当做seed。如果每次seed都设相同值,rand()所产生的随机数值每次就会一样。

    #include <iostream>
    #include <stdlib.h>
    #include <random>
    #include <ctime>
    using namespace std;
    
    void f1()
    {
    	srand((int)time(0));
    	cout << "f1 rand:" << endl;
    	for (int i = 0; i < 10; ++i)
    	{
    		cout << rand() << ' ';
    	}
    	cout << endl;
    }
    
    void f2()
    {
    	cout << "f2 rand:" << endl;
    	for (int i = 0; i < 10; ++i)
    	{
    		srand((int)time(0));
    		cout << rand() << ' ';
    	}
    	cout << endl;
    }
    
    int main()
    {
    	f1();
    	f2();
    	system("pause");
    	return 0;
    }
    
    

    输出:

    f1 rand:
    28071 30499 28792 20690 25000 5286 6554 1446 4794 29189
    f2 rand:
    28071 28071 28071 28071 28071 28071 28071 28071 28071 28071
    

    产生相同随机数的原因:
    计算机的随机数都是由伪随机数,即是由小M多项式序列生成的,其中产生每个小序列都有一个初始值,即随机种子。(注意: 小M多项式序列的周期是65535,即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535,当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。

    展开全文
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