学习笔记：C 语言调用随机数

了解随机函数rand()

C语言有自己的随机函数 rand()，使用随机函数需要的头文件为<stdlib.h>。调用了rand()即可生成0-RAND_MAX之间的随机数，关于rand()说明可参考该文章。

rand() 函数可生成一个伪随机数，这个数范围是 0-RAND_MAX 。根据rand函数定义：int rand(void)，此时 RAND_MAX 的范围至少在 32767 之间（int），即双字节（16位），倘若用的是 unsigned int 定义，那么是 65535。据此也知道利用 rand函数生成的数是整型数据。（按了解是这样）

rand() 函数生成的是假随机数，即每次执行时得到的结果是相同的，若要不同那需要以不同的值来初始化，初始化的函数就是srand()。

控制范围

在实际应用时，我们通常需要得到一定范围内的随机数。那么这是可以利用取余的原理来执行。

取余原理：对任意两个整数x 和 y，它们在整数的除法中，只有能整除与不能整除两种情况。不能整除则得到余数，对于x%y,得到的余数的范围是[0，y-1]。根据数学知识，倘若要得到[x，y]范围的余数，那么可以先获取[0，y-x]范围的余数，此时表达式应为x%(y-x+1)；再求[x，y]范围的余数，表达式应为x%(y-x+1)+x。

那么将这原理应用于rand函数，无论使用它生成了[0，RAND_MAX]的哪个随机数，只要表达式为rand()%(y-x+1)+x，那么即可得到范围为[x，y]内的一个随机数。举个例子，令x=0,y=100,则表达式为rand()%101，此时计算机则提供给你一个范围在[0，100]内的随机整数。

值得注意的是，C语言提供的 rand 函数是伪随机数，如果不做其它处理，那么每次运行程序获取到的随机数序列是固定的。为了解决这个问题，C语言还定义了 srand() 这个库函数，用来设定一个随机数种子，从而得到一个不确定的随机初始值。

获取真随机数

若仅仅使用上述方法，我们无法让每次运行程序得到的随机数不一样。这个时候我们需要 srand() 函数，这个函数需要的头文件同样为 <stdlib.h>，它的定义：void srand(unsigned int seed)，功能：srand() 用来设置 rand() 产生随机数时的随机数种子，参数 seed 必须是整数，通常可以用 time(0) 的返回值作为 seed.如果每次 seed 都设置相同的值，rand() 产生的随机数值每次都一样。

srand() 函数要求有一个int型的参数，这个参数比较常见的做法是用time(NULL) 来获取当前微秒数来充当。于是一个完整的设定随机数种子的操作为srand(time(NULL)),其中 time函数需要引入<time.h>来声明。且 srand() 需要在第一次调用 rand 前调用。

实际操作

单纯只用rand()函数：

//抽取10个值在[0,100]范围内的随机数程序可以写成
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    int i;
    for(i = 0; i < 10; i ++)
        printf("%d\n", rand()%101);//这里增加了模除运算，由于最小值就是0，所以不需要加法了。
    return 0;
}

两次运行结果分别为：

rand1

rand2

同时使用rand()和srand()函数:

获取[0,100]间10个随机整数
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> //增加time函数的头文件
int main()
{
    int i;    
    srand(time(NULL));//设置随机数种子，只需要调用一次即可,且需在第一次调用rand()前调用。     
    for(i = 0; i < 10; i ++)
        printf("%d\n", rand()%101);         
    return 0;
}

两次运行结果分别为：

srand1