产生一个随机数（伪随机）的一种方法（c语言）

Posted 2021-09-29 yumuing

基本原理

使用计算机产生伪随机数的最简单方法方法：基于时间戳及rand等函数产生的伪随机数。对于这种方法，我们只需要拥有时间戳这个参数即可实现。
注：计算机并不能产生真正的随机数，而是将已经编写好的一些无规则排列的数字存储在电脑里，把这些数字划分为若干相等的N份，并为每份加上一个编号，用srand()函数获取这个编号，然后rand()就按顺序获取这些数字，当srand()的参数值固定的时候，rand()获得的数也是固定的，所以一般srand的参数用time(NULL)，因为系统的时间一直在变，所以rand()获得的数，也就一直在变，相当于是随机数了。只要用户或第三方不设置随机种子，那么在默认情况下随机种子来自系统时钟。如果想在一个程序中生成随机数序列，需要至多在生成随机数之前设置一次随机种子。

相关知识

• 时间戳：

这里的时间戳是为简单的概念，是当前计算机时间与1970年一月一日零时零分零秒的差值再换算成单位为秒的一串数字。

• 随机种子：

是计算机专业术语，一种以随机数作为对象的以真随机数（种子）为初始条件的随机数。一般计算机的随机数都是伪随机数，以一个真随机数（种子）作为初始条件，然后用一定的算法不停迭代产生随机数。
注：本文利用srand设置随机种子。

• rand函数：

简单理解是一个无需参数就能够产生0到32767之间的随机数且返回值为int类型的函数。
函数原型：int rand (void)
rand函数每次调用前都会查询是否调用过srand(seed)，是否给seed设定了一个值，如果有，那么它会自动调用srand(seed)一次来初始化它的起始值，若之前没有调用srand（seed），那么系统会自动给seed赋初始值。

• srand函数：

简单理解是为rand函数设置一个随机起点。
函数原型：void srand (unsigned int seed)
是利用time函数来基于时间戳（时间与1970年一月一日0时0分0秒的差值以秒为单位）去设置随机数的生成起点，只调用一次就好（处于主函数即可），重复调用（位于自定义函数不理想）可能会与刚刚产生的随机数相近。

• time函数：

简单理解为返回当前计算机时间
函数原型: time_t time(time_t *timer)
参数说明: timer=NULL时得到当前日历时间（从1970-01-01 00:00:00到现在的秒数），timer=时间数值时，用于设置日历时间，time_t是一个unsigned long类型。如果 timer不为空，则返回值也存储在变量 timer中。
函数功能: 得到当前日历时间或者设置日历时间
函数返回: 当前日历时间
是对typedef的重新命名，本质上为长整型 返回整形指针

• NULL:

简单理解为返回空指针。
用于指示指针不引用有效对象。程序通常使用空指针来表示条件，被定义为 ((void*)0), 0 或 0L，这取决于编译器类型。

• unsigned int:

简单理解为强制类型转化为int类型的类型操作符
要使用的话，则尽量避免有符号数与无符号数的比较运算和避免减法运算，在很多时候，在unsigned的世界里，x-y>0与x>y都是不等价的。

• 相关头文件：<stdlib.h>、<time.h>

具体操作

打印10个随机数

#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    int b;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    for (a = 1; a <= 10; a++)
    {
        b = rand();
        printf("%d ", b);
    };
    return 0;
}

若要求打印100以内随机数，则利用取模运算即可。

#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    int b;
    srand((unsigned int)time(NULL));
    for (a = 1; a <= 10; a++)
    {
        b = rand()%100;
        printf("%d ", b);
    };
    return 0;
}

后注

本人为初学者，所写可能存在错漏，如有发现，欢迎批评指正！