C++中隨機數和不重復的隨機數

隨機數

    int rand ();

    rand函數返回一個0-32767之間的一個偽隨機整數，32767可以由宏RAND_MAX表示，該函數需要頭文件<stdlib.h>。

    常用的是如何生成一個范圍內的隨機數，例如想生成0-100之間的隨機數，那么我們可以編寫如下語句：

#include <stdlib.h>
#include <iostream>

using namespace std;

void RAND(int max, int min, int n)
{
    for(int i = 0; i < n; ++i)
    {
        int u = (double)rand() / (RAND_MAX + 1) * (max - min) + min; 
        cout << u << " ";
    }
}

      第10行是關鍵，rand()生成一個隨機數，通過一系列簡單的數學計算將隨機范圍變到min與max之間。需要注意的是，將rand轉化為double類型之后是保證在做除法時得到有效地數字，最后因為u聲明為int類型，最后可以保證得到的是整數序列。參數n是隨機數的個數。生成0-100的10個隨機數的語句為

RAND(100, 1, 10);

      結果如圖，但是這樣每次生成的隨機數都相同，因此我們需要一種方法來生成不同的隨機數。srand()函數用以設定隨機數種子，我們知道隨機數的產生實際上是從一個偽隨機數列中取值，我們通過設置隨機數種子，即可以從該偽隨機數列的不同位置取值，顯示出來就達到了更新隨機數的目的。

void srand( unsigned int seed );

里面接受一個int數值，一般采取的方式是根據當前系統時間來產生一個數值，用該數值來作為隨機數種子，需要頭文件<time.h>。

void RAND(int max, int min, int n)
{
    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        int u = (double)rand() / (RAND_MAX + 1) * (max - min) + min;
        cout << u << " ";
    }
}

第三行便更新了隨機數種子，得到結果為 ，可以看出隨機數有了更新。

不重復隨機數

     從第二次運行的結果來看，我們發現產生了兩個90，如果我們想要避免這種情況，即產生的隨機數不會重復，那么該如何進行代碼的編寫？

     最初的思想是每生成一個隨機數，便於前面的所有隨機數進行比較，如果有重復，則舍去不要，重新選取。但該方法十分費時，並且在數據量巨大的並且有一定限制的時候，會引發巨大問題。例如要生成10000個隨機數，范圍是0-9999，且不能重復，那么最后幾個隨機數有可能需要相當長的時間才能篩選出來。

    下面我們從另外一個角度來思考，假設我們已經由一個數組長度為10000的數組，里面分別存儲了數據0-9999，我現在的做法是想辦法讓10000個數進行隨機排列，便得到了這樣一個隨機數列，如果我只要其中的100個數，那么從前面取出100個就好。這里利用algorithm.h里面的一個函數，，來進行簡單處理。

template<class RandomAccessIterator>  
    void random_shuffle(
      RandomAccessIterator _First, 
      RandomAccessIterator _Last
);

這個函數操作的對象是容器的迭代器，即我們需要將存儲數據從數組變為容器就好了，下面代碼實現一下：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

void randperm(int Num)
{
    vector<int> temp;
    for (int i = 0; i < Num; ++i)
    {
        temp.push_back(i + 1);
    }

    random_shuffle(temp.begin(), temp.end());

    for (int i = 0; i < temp.size(); i++)
    {
        cout << temp[i] << " ";
    }
}

cout << endl;

給函數傳10為，參數，即生成一個從1-10的不重復隨機數，結果為：。

 

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上面的方式只是一種，還有很多方式用以產生不重復隨機數，有興趣的朋友可以參考一下下面的連接：

http://www.hoopercao.com/2011/01/23/%E7%94%9F%E6%88%90%E4%B8%8D%E9%87%8D%E5%A4%8D%E7%9A%84%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%96%B9%E6%B3%95/

http://www.cnblogs.com/afarmer/archive/2011/05/01/2033715.html

http://www.cnblogs.com/zuisanlang/archive/2011/12/09/2282960.html