C语言如何生成随机数以及设置随机数的范围

一、随机数的生成

1.rand()函数

     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);
  1. 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。
  2. rand函数的使用需要包含⼀个头文件是:stdlib.h

测试⼀下rand函数,这里多调用几次,产生5个随机数:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());printf("%d\n", rand());return 0;
}

 可以多运行几次,可以发现:

 

会发现一次运行中产生的5个数字是相对随机的,下一次运行程序生成的结果会和上一次一模⼀样。  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数,伪随机数不是真正的随机数,是通过线性同余法算法生成的随机数。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物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()函数

      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;在生成随机种子的时候又需要一个随机数。

3.time()函数

        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函数的时候需要包含头文件:time.h,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。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

4. 生成随机数代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{//使⽤time函数的返回值设置种⼦time_t t;//初始化随机数发生器 也就是种子 有了种子 C 语言会根据一个公式去产
生随机数srand((unsigned int)time(&t));//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;
}

多运行几次,会发现每次的结果就会有所差异, 而且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。

 

二、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

同理可得要生成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

综上所述,生成a~b范围的公式为:

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

    本文主要介绍了rand函数、srand函数、以及time函数和时间戳的概念和如何控制随机数的范围。可以留下你们点赞、关注、评论,您的支持是对我极大的鼓励,下期再见!

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