C++学习笔记—srand()和rand()
? ? 今天看了同事寫的小程序,發現了其中出現了srand()和rand()這兩個我以前沒有用過的函數,當然從名字可以看出肯定能隨機數有關,于是網查資料知這兩個函數配合一起使用來產生隨機數的,哈哈,又長知識了,現將這兩個函數的使用貼過來,以備以后查看使用。
? ?這兩個幫助生成偽隨機數的函數包含在標準庫 <cstdlib>中,所以首先需在頭文件中包含進來。
? ? 注意:在C語言中包含在標準庫<stdlib.h>中。
? ? 函數一:int ? rand(void);?
? ? 從srand ? (seed)中指定的seed開始,返回一個[seed, ? RAND_MAX(0x7fff))間的隨機整數。?
? ? 函數二:void ? srand(unsigned ? seed);?
? ? 參數seed是rand()的種子,用來初始化rand()的起始值。?
? ??用法:它需要提供一個種子,這個種子會對應一個隨機數,如果使用相同的種子后面的rand()函數會出現一樣的隨機數。如: srand(1); 直接使用1來初始化種子。不過為了防止隨機數每次重復常常使用系統時間來初始化,即使用 time函數來獲得系統時間,它的返回值為從 00:00:00 GMT, January 1, 1970 到現在所持續的秒數,然后將time_t型數據轉化為(unsigned)型再傳給srand函數,即: srand((unsigned) time(&t)); 還有一個經常用法,不需要定義time_t型t變量,即: srand((unsigned) time(NULL)); 直接傳入一個空指針,因為你的程序中往往并不需要經過參數獲得的t數據。srand((int)getpid()); 使用程序的ID(getpid())來作為初始化種子,在同一個程序中這個種子是固定的。
? ? 可以認為rand()在每次被調用的時候,它會查看:?
? ? 1) 如果用戶在此之前調用過srand(seed),給seed指定了一個值,那么它會自動調用?srand(seed)一次來初始化它的起始值。?
? ? 2) 如果用戶在此之前沒有調用過srand(seed),它會自動調用srand(1)一次。?
? ?根據上面的第一點我們可以得出:?
? ?1) 如果希望rand()在每次程序運行時產生的值都不一樣,必須給srand(seed)中的seed一個變值,這個變值必須在每次程序運行時都不一樣(比如到目前為止流逝的時間)。?
? ?2) 否則,如果給seed指定的是一個定值,那么每次程序運行時rand()產生的值都會一樣,雖然這個值會是[seed, ? RAND_MAX(0x7fff))之間的一個隨機取得的值。?
? ?3) 如果在調用rand()之前沒有調用過srand(seed),效果將和調用了srand(1)再調用rand()一樣(1也是一個定值)。?
? ? 舉幾個例子,假設我們要取得0~6之間的隨機整數(不含6本身):?
例一,不指定seed:?
for(int ? i=0;i <10;i++){
ran_num=rand() ? % ? 6;?
cout < <ran_num < < " ? ";?
}?
每次運行都將輸出:5 ? 5 ? 4 ? 4 ? 5 ? 4 ? 0 ? 0 ? 4 ? 2?
例二,指定seed為定值1:?
srand(1);?
for(int ? i=0;i <10;i++){
ran_num=rand() ? % ? 6;?
cout < <ran_num < < " ? ";?
}?
每次運行都將輸出:5 ? 5 ? 4 ? 4 ? 5 ? 4 ? 0 ? 0 ? 4 ? 2?
跟例子一的結果完全一樣。?
例三,指定seed為定值6:?
srand(6);?
for(int ? i=0;i <10;i++){
ran_num=rand() ? % ? 6;?
cout < <ran_num < < " ? ";?
}?
每次運行都將輸出:4 ? 1 ? 5 ? 1 ? 4 ? 3 ? 4 ? 4 ? 2 ? 2?
隨機值也是在[0,6)之間,隨得的值跟srand(1)不同,但是每次運行的結果都相同。?
例四,指定seed為當前系統流逝了的時間(單位為秒):time_t ? time(0):?
#include ? <ctime>?
//…?
srand((unsigned)time(0));?
for(int ? i=0;i <10;i++){
ran_num=rand() ? % ? 6;?
cout < <ran_num < < " ? ";?
}?
第一次運行時輸出:0 ? 1 ? 5 ? 4 ? 5 ? 0 ? 2 ? 3 ? 4 ? 2?
第二次:3 ? 2 ? 3 ? 0 ? 3 ? 5 ? 5 ? 2 ? 2 ? 3?
總之,每次運行結果將不一樣,因為每次啟動程序的時刻都不同(間隔須大于1秒?見下)。?
關于time_t ? time(0):?
time_t被定義為長整型,它返回從1970年1月1日零時零分零秒到目前為止所經過的時間,單位為秒。比如假設輸出:
cout < <time(0);?
值約為1169174701,約等于37(年)乘365(天)乘24(小時)乘3600(秒)(月日沒算)。?
另外,關于ran_num ? = ? rand() ? % ? 6,?
將rand()的返回值與6求模是必須的,這樣才能確保目的隨機數落在[0,6)之間,否則rand()的返回值本身可能是很巨大的。?
一個通用的公式是:?
要取得[a,b)之間的隨機整數,使用(rand() ? % ? (b-a))+ ? a ? (結果值將含a不含b)。?
在a為0的情況下,簡寫為rand() ? % ? b。?
最后,關于偽隨機浮點數:?
用rand() ? / ? double(RAND_MAX)可以取得0~1之間的浮點數(注意,不同于整型時候的公式,是除以,不是求模),舉例:?
double ? ran_numf=0.0;?
srand((unsigned)time(0));?
for(int ? i=0;i <10;i++){
ran_numf ? = ? rand() ? / ? (double)(RAND_MAX);?
cout < <ran_numf < < " ? ";?
}?
運行結果為:0.716636,0.457725,…等10個0~1之間的浮點數,每次結果都不同。?
如果想取更大范圍的隨機浮點數,比如1~10,可以將?
rand() ? /(double)(RAND_MAX) ? 改為 ? rand() ? /(double)(RAND_MAX/10)?
運行結果為:7.19362,6.45775,…等10個1~10之間的浮點數,每次結果都不同。?
至于100,1000的情況,如此類推。?
以上不是偽隨機浮點數最好的實現方法,不過可以將就著用用…?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C++学习笔记—srand()和rand()的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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