C++学习笔记—srand()和rand()

    今天看了同事写的小程序，发现了其中出现了srand()和rand()这两个我以前没有用过的函数，当然从名字可以看出肯定能随机数有关，于是网查资料知这两个函数配合一起使用来产生随机数的，哈哈，又长知识了，现将这两个函数的使用贴过来，以备以后查看使用。

   这两个帮助生成伪随机数的函数包含在标准库 <cstdlib>中，所以首先需在头文件中包含进来。

    注意：在C语言中包含在标准库<stdlib.h>中。

    函数一：int   rand(void)； 
    从srand   (seed)中指定的seed开始，返回一个[seed,   RAND_MAX（0x7fff）)间的随机整数。 

    函数二：void   srand(unsigned   seed)； 
    参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。 

    用法：它需要提供一个种子，这个种子会对应一个随机数，如果使用相同的种子后面的rand()函数会出现一样的随机数。如： srand(1); 直接使用1来初始化种子。不过为了防止随机数每次重复常常使用系统时间来初始化，即使用 time函数来获得系统时间，它的返回值为从 00:00:00 GMT, January 1, 1970 到现在所持续的秒数，然后将time_t型数据转化为(unsigned)型再传给srand函数，即： srand((unsigned) time(&t)); 还有一个经常用法，不需要定义time_t型t变量,即： srand((unsigned) time(NULL)); 直接传入一个空指针，因为你的程序中往往并不需要经过参数获得的t数据。srand((int)getpid()); 使用程序的ID(getpid())来作为初始化种子，在同一个程序中这个种子是固定的。

    可以认为rand()在每次被调用的时候，它会查看： 
    1） 如果用户在此之前调用过srand(seed)，给seed指定了一个值，那么它会自动调用 srand(seed)一次来初始化它的起始值。 
    2） 如果用户在此之前没有调用过srand(seed)，它会自动调用srand(1)一次。 

   根据上面的第一点我们可以得出： 
   1） 如果希望rand（）在每次程序运行时产生的值都不一样，必须给srand(seed)中的seed一个变值，这个变值必须在每次程序运行时都不一样（比如到目前为止流逝的时间）。 
   2） 否则，如果给seed指定的是一个定值，那么每次程序运行时rand（）产生的值都会一样，虽然这个值会是[seed,   RAND_MAX（0x7fff）)之间的一个随机取得的值。 
   3） 如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed)，效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样（1也是一个定值）。 

    举几个例子，假设我们要取得0～6之间的随机整数（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 < < "   "; 
} 
每次运行都将输出：5   5   4   4   5   4   0   0   4   2 

例二，指定seed为定值1： 
srand(1); 
for(int   i=0;i <10;i++){
ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 
} 
每次运行都将输出：5   5   4   4   5   4   0   0   4   2 
跟例子一的结果完全一样。 

例三，指定seed为定值6： 
srand(6); 
for(int   i=0;i <10;i++){
ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 
} 
每次运行都将输出：4   1   5   1   4   3   4   4   2   2 
随机值也是在[0,6）之间，随得的值跟srand(1)不同，但是每次运行的结果都相同。 

例四，指定seed为当前系统流逝了的时间（单位为秒）：time_t   time(0)： 
#include   <ctime> 
//… 
srand((unsigned)time(0)); 
for(int   i=0;i <10;i++){
ran_num=rand()   %   6; 
cout < <ran_num < < "   "; 
} 
第一次运行时输出：0   1   5   4   5   0   2   3   4   2 
第二次：3   2   3   0   3   5   5   2   2   3 
总之，每次运行结果将不一样，因为每次启动程序的时刻都不同（间隔须大于1秒？见下）。 

关于time_t   time(0)： 

time_t被定义为长整型，它返回从1970年1月1日零时零分零秒到目前为止所经过的时间，单位为秒。比如假设输出：
cout < <time(0); 
值约为1169174701，约等于37（年）乘365（天）乘24（小时）乘3600（秒）（月日没算）。 

另外，关于ran_num   =   rand()   %   6， 

将rand()的返回值与6求模是必须的，这样才能确保目的随机数落在[0,6)之间，否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。 
一个通用的公式是： 
要取得[a,b)之间的随机整数，使用（rand()   %   (b-a)）+   a   （结果值将含a不含b）。 
在a为0的情况下，简写为rand()   %   b。 

最后，关于伪随机浮点数： 

用rand()   /   double(RAND_MAX)可以取得0～1之间的浮点数（注意，不同于整型时候的公式，是除以，不是求模），举例： 
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 < < "   "; 
} 
运行结果为：0.716636，0.457725，…等10个0～1之间的浮点数，每次结果都不同。 

如果想取更大范围的随机浮点数，比如1～10，可以将 
rand()   /(double)(RAND_MAX)   改为   rand()   /(double)(RAND_MAX/10) 
运行结果为：7.19362，6.45775，…等10个1～10之间的浮点数，每次结果都不同。 
至于100，1000的情况，如此类推。 

以上不是伪随机浮点数最好的实现方法，不过可以将就着用用…