C++的隨機數生成


常常需要自己生成一些測試用例,或測試算法的復雜度,或測試算法的正確性。

因此需要隨機數的生成來測試用例。

C++的rand函數可以生成隨機數,但這不是真正意義上的隨機數(實際是一個偽隨機數,即根據一個數(我們可以稱它為種子)為基准以某個遞推公式推算出來的一系列數,當這系列數很大的時候,就符合正態公布,從而相當於產生了隨機數)

1.rand():(內部實現使用線性同余做的)

功能:隨機數發生器

用法:

1 int rand(void)

所在頭文件stdlib.h

因其周期特別長,故在一定的范圍里可看成是隨機的。具體來說,rand() 返回一隨機數值的范圍在 0 至 RAND_MAX 間。RAND_MAX 的范圍最少是在 32767 之間(int)。用 unsigned int 雙字節是 65535,四字節是 4294967295 的整數范圍。0~RAND_MAX 每個數字被選中的機率是相同的。

用戶未設定隨機數種子時,系統默認的隨機數種子為 1。

rand() 產生的是偽隨機數字,每次執行時是相同的; 若要不同, 用函數 srand() 初始化它。

 

2.srand()

功能:初始化隨機數發生器

用法:

1 void srand(unsigned int seed)

所在頭文件stdlib.h。

srand() 用來設置 rand() 產生隨機數時的隨機數種子。參數 seed 必須是個整數,如果每次 seed 都設相同值,rand() 所產生的隨機數值每次就會一樣。

 

常用初始化方式:

使用當前時鍾作為隨機數種子

rand() 產生的隨機數在每次運行的時候都是與上一次相同的。若要不同, 用函數 srand() 初始化它。可以利用 srand((unsigned int)(time(NULL)) 的方法,產生不同的隨機數種子,因為每一次運行程序的時間是不同的。

1 srand((unsigned)time(nullptr));
2 for (int i = 0; i < 10; i++)
3     cout << rand() << endl;
4 cout << endl;

 

隨機數常用公式:

要取得 [a,b) 的隨機整數,使用 (rand() % (b-a))+ a;

要取得 [a,b] 的隨機整數,使用 (rand() % (b-a+1))+ a;

要取得 (a,b] 的隨機整數,使用 (rand() % (b-a))+ a + 1;

通用公式: a + rand() % n;其中的 a 是起始值,n 是整數的范圍。

要取得 a 到 b 之間的隨機整數,另一種表示:a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

要取得 0~1 之間的浮點數,可以使用 rand() / double(RAND_MAX)。

 


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