C语言中如何使用随机数？ | C语言研究中心

随机数的使用，是不少在学C语言过程中进行一些小功能开发的同学的一个技术问题，今天我们为大家讲解如何在C语言中使用随机数。

通常情况下，使用最多的方法的就是使用rand函数随机生成伪随机数来完成随机数的生成工作。注意这里的伪随机数并非是假的! 只不过是计算机按自己的一套理论生成，并不是”完全理想”状态下的随机数，所以是可以接受的。

函数原型为：int rand(void); 需要包含stdlib头文件，它可以生成一个0 ~RAND_MAX之间的数字，其中RAND_MAX是一个宏，VC6下笔者查看为0x7fff，建议大家亲自上机实验！

这个时候你可能会遇到下面几个问题：

Q1：为什么每次生成的数字都一样？

A1：rand函数每次生成的数字与所谓的”种子”有关，使用rand函数前需要使用srand函数进行种种子(请见后文)。如果没有调用，系统会默认给1，导致每次的随机数都一样。

Q2：为什么最大是0x7fff？

A1：这可能取决于编译器环境，笔者这里是VC6，在rand的函数中看到定义的最大值为0x7fff，如下图：

Q3：如果我想生成特定范围内的数字，该如何写呢？

A3：多多利用%求余运算符即可。如：

生成10以内的数字，可以参考rand()%10

生成1~10之间的数字，可以参考rand()%10+1

特定的，要生成a~b之间的数字，可以参考rand()%(b-a+1)+a

更多时候，我们希望每次运行生成的数字都不相同，这个时候需要配合srand函数来解决这一问题。关于具体原因，大家可以参考rand函数与srand函数的实现细节来加以理解，代码如下：

/***
*rand.c - random number generator
*
*       Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
*       defines rand(), srand() - random number generator
*
*******************************************************************************/
 
#include <cruntime.h>
#include <mtdll.h>
#include <stddef.h>
#include <stdlib.h>
 
/***
*void srand(seed) - seed the random number generator
*
*Purpose:
*       Seeds the random number generator with the int given.  Adapted from the
*       BASIC random number generator.
*
*Entry:
*       unsigned seed - seed to seed rand # generator with
*
*Exit:
*       None.
*
*Exceptions:
*
*******************************************************************************/
 
void __cdecl srand (
        unsigned int seed
        )
{
        _getptd()->_holdrand = (unsigned long)seed;
}
 
 
/***
*int rand() - returns a random number
*
*Purpose:
*       returns a pseudo-random number 0 through 32767.
*
*Entry:
*       None.
*
*Exit:
*       Returns a pseudo-random number 0 through 32767.
*
*Exceptions:
*
*******************************************************************************/
 
int __cdecl rand (
        void
        )
{
        _ptiddata ptd = _getptd();
 
        return( ((ptd->_holdrand = ptd->_holdrand * 214013L
            + 2531011L) >> 16) & 0x7fff );
}

那么srand函数如何使用呢，先看函数原型：

void srand(unsigned seed); 只需要在rand函数使用之前，调用srand函数传入一个种子即可。但事实上传入一个数，往往产生的随时仍然固定不变。那么较为聪明的写法目前看来只有使用系统时间作为种子最为合适，所以这里srand的参数往往传入time(NULL)参数作为获取系统当前时间作为种子，来产生不同的结果！

并注意类型一致，srand((unsigned)time(NULL)); 记得添加time.h的头文件！

测试代码如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
	int r=0;
	int i=0;
	srand((unsigned)time(NULL));
	while(i++<10)
	{
		printf("r = %d\n",rand());
	}
	return 0;
}