一、問題描述
給出一個整型數組，以及一個區間范圍[min，max]，寫一個函數產生一個在此區間范圍內的隨機數，並且該隨機數不在數組里，假設總能找到該隨機數。
二、分析與解答
分成兩步，即可解答。第一步，生成一個隨機數x包含於[min，max]；第二步，判斷此隨機數是否在數組中，是的話重新生成一個隨機數再執行第二步，否則返回此隨機數。
在判斷隨機數是否在數組中，如果采用順序查找的方式，則查找的時間復雜度為O(n)。在最壞的情況下，假設在產生的前n個隨機數都在數組中，直到第n+1個才符合條件，那么，整個算法的時間復雜度為O(n^2)。
那么，能否進一步提升效率呢，經分析，能提升的部分可以在判重的部分，先對數組進行排序，然后利用二分查找法，使查找的時間復雜度從O(n)--->O(logn)。所以整個算法的時間復雜度為O(nlogn)。
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int RandNumInRange( int nArray[], int nCount, int nMin, int nMax )
{
if ( nMin > nMax )
{
int temp = nMax;
nMax = nMin;
nMin = temp;
}
if ( nMin == nMax )
{
return nMin;
}
int nRet = nMin + rand() % (nMax - nMin);
if ( nArray == NULL || nCount <= 0 )
{
return nRet;
}
//從小到大排序
sort( nArray, nArray+nCount );
while ( true )
{
int low = 0;
int high = nCount - 1;
int mid = 0;
bool bContinue = false;
while( low <= high )
{
mid = (low + high)/2;
if ( nArray[mid] == nRet )
{
bContinue = true;
break;
}
else if ( nArray[mid] > nRet )
{
high = high - 1;
}
else
{
low = low + 1;
}
}
if ( !bContinue )
{
break;
}
//再次生成一個隨機數
nRet = nMin + rand() % (nMax - nMin);
}
return nRet;
}
int main()
{
//隨機種子
srand( (unsigned)time( NULL ) );
int nArray[] = { 10, 12, 18, 14, 15, 13 };
for ( int i = 0; i < 20; ++i )
{
cout << RandNumInRange( nArray, _countof(nArray), 5, 5 ) << endl;
}
return 0;
}
原文地址：http://blog.csdn.net/s634772208/article/details/46494611
補充知識：
http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/197020
計算機的隨機數都是由偽隨機數，即是由小M多項式序列生成的，其中產生每個小序列都有一個初始值，即隨機種子。（注意： 小M多項式序列的周期是65535，即每次利用一個隨機種子生成的隨機數的周期是65535，當你取得65535個隨機數后它們又重復出現了。）
我們知道rand()函數可以用來產生隨機數，但是這不是真正意義上的隨機數，是一個偽隨機數，是根據一個數（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，但這不是真正的隨機數，當計算機正常開機后，這個種子的值是定了的，除非你破壞了系統。
1.rand()
功能:隨機數發生器
用法:int rand(void)
所在頭文件: stdlib.h
rand()的內部實現是用線性同余法做的，它不是真的隨機數，因其周期特別長，故在一定的范圍里可看成是隨機的。
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: 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。
3.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。
4.產生隨機數的用法
1) 給srand()提供一個種子，它是一個unsigned int類型；
2) 調用rand()，它會根據提供給srand()的種子值返回一個隨機數(在0到RAND_MAX之間)；
3) 根據需要多次調用rand()，從而不間斷地得到新的隨機數；
4) 無論什么時候，都可以給srand()提供一個新的種子，從而進一步“隨機化”rand()的輸出結果。
0~RAND_MAX之間的隨機數程序
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned)time(NULL));
for(int i = 0; i < 10;i++ )
cout << rand() << '\t';
cout << endl;
return 0;
}
5.產生一定范圍隨機數的通用表示公式
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)。
srand(time(NULL)); 之后調用rand()即可得到0 ~ 32757范圍的隨機數 包含頭文件stdlib.h和time.h 或 cstdlib和ctime #include <stdlib.h> #include <time.h> 或 #include <cstdlib> #include <ctime> 用下列公式即可得到指定范圍[m,n]的隨機數： r = rand()%(n - m + 1) + m; 注意：n - m 的絕對值不能超過32767
6、生成[a,b]之間的隨機數
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#define random(a,b) (rand()%(b-a+1)+a)
using namespace std;
int main()
{
srand((unsigned)time(NULL));
for(int i=0;i<10;i++)
cout<<random(1,100)<<' ';
return 0;
}