std标准库

std::rand()是C++中的一个随机数函数，它生成一个范围在0到RAND_MAX之间的伪随机整数。

在使用std::rand()之前，需要包含<cstdlib>头文件。

#include <cstdlib>

设置种子

在每次程序运行时，通常需要使用不同的种子值来初始化随机数生成器。可以使用std::srand()函数来设置种子值。

#include <cstdlib>
#include <ctime>int main() {// 设置种子为当前时间std::srand(std::time(0));// 生成随机数int random_number = std::rand();// 打印生成的随机数std::cout << "随机数: " << random_number << std::endl;return 0;
}

设置种子的目的是为了引入随机性，使得每次程序运行时生成不同的随机数序列。通过在每次运行时使用不同的种子值，可以得到更多不同的随机数。

通常，使用当前时间作为种子是一种常见的方法，因为时间是不断变化的，可以保证每次程序运行时使用不同的种子值。通过使用std::time(0)函数获取当前时间作为种子，可以确保每次运行时生成不同的随机数序列。

限制随机数范围

std::rand()生成的随机数范围是0到RAND_MAX。如果需要生成特定范围内的随机数，可以使用取模运算符和适当的缩放因子来限制范围。

#include <cstdlib>
#include <ctime>int main() {std::srand(std::time(0));// 生成min到max之间的随机数int random_number = min + rand() % (max - min + 1);// 打印生成的随机数std::cout << "随机数: " << random_number << std::endl;return 0;
}

我们使用std::rand() % 100 + 1将生成的随机数限制在1到100之间。

使用 min + rand() % (max - min + 1) 生成的随机数范围是闭合的，即包含了 min 和 max。这是因为 % 运算符取模后的结果范围是从 0 到除数减一。

需要注意的是，std::rand()生成的随机数是伪随机数，其质量和随机性可能不如C++11引入的更现代和灵活的随机数库<random>。如果需要更好的随机性或更大的灵活性，建议使用<random>库来生成随机数。

Qt随机数

Qt是一个跨平台的C++开发框架，其中包含了很多有用的类、函数库，其中包含了产生随机数的函数。

QRandomGenerator::global()->generate();

这个函数会返回一个无符号的随机数，并且可以设定随机数的范围，如下：

// 返回一个0~9之间的数
QRandomGenerator::global()->bounded(10); // 返回一个1~10之间的数
QRandomGenerator::global()->bounded(1, 11); 

在使用随机数发生器前，需要进行初始化操作，一般使用设备存储的熵来进行初始化，如下：

QRandomGenerator randGen(QDateTime::currentMSecsSinceEpoch() ^static_cast<quint64>(reinterpret_cast<quintptr>(QThread::currentThread())));
randGen.generate();

这里使用了系统时间和当前线程的地址进行异或操作，确保初始化的唯一性。

注意事项

使用随机数时需要注意一些事项，如唯一性、安全性等等。

唯一性

在某些应用场景下，需要确保产生的随机数唯一，如生成订单号、用户ID等等。

// 随机生成一个唯一的ID
quint64 randID = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch() ^ static_cast<quint64>(reinterpret_cast<quintptr>(QThread::currentThread()));

安全性

在密码学、数据加密等领域使用随机数时需要注意安全性问题，需要使用高质量的随机数发生器，如硬件随机数发生器。

// 使用硬件随机数发生器
QByteArray data;
if (QRandomGenerator::securelySeeded()) {data.resize(16);if (RAND_bytes((unsigned char*)data.constData(), data.size()) != 1) {qWarning() << "RAND_bytes failed";}
}

分布

随机数发生器产生的数不一定符合某些分布，如正态分布、均匀分布等等，需要进行转换处理。

// 产生正态分布随机数
double mean = 10.0;
double stddev = 2.0;
double randNum = mean + NormRand()*stddev;