C++基本语法与标准库 - 随机数生成

常常需要自己生成一些测试用例，或测试算法的复杂度，或测试算法的正确性。

因此需要随机数的生成来测试用例。

C++的rand函数可以生成随机数，但这不是真正意义上的随机数（实际是一个伪随机数，即根据一个数（我们可以称它为种子）为基准以某个递推公式推算出来的一系列数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数）

1.rand()：（内部实现使用线性同余做的）

功能：随机数发生器

用法：

int rand(void)

所在头文件stdlib.h。

因其周期特别长，故在一定的范围里可看成是随机的。具体来说，rand() 返回一随机数值的范围在 0 至 RAND_MAX 间。RAND_MAX 的范围最少是在 32767 之间(int)。用 unsigned int 双字节是 65535，四字节是 4294967295 的整数范围。0~RAND_MAX 每个数字被选中的机率是相同的。

用户未设定随机数种子时，系统默认的随机数种子为 1。

rand() 产生的是伪随机数字，每次执行时是相同的; 若要不同, 用函数 srand() 初始化它。

 

2.srand()：

功能：初始化随机数发生器

用法：

void srand(unsigned int seed)

所在头文件stdlib.h。

srand() 用来设置 rand() 产生随机数时的随机数种子。参数 seed 必须是个整数，如果每次 seed 都设相同值，rand() 所产生的随机数值每次就会一样。

 

常用初始化方式：

使用当前时钟作为随机数种子

rand() 产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的。若要不同, 用函数 srand() 初始化它。可以利用 srand((unsigned int)(time(NULL)) 的方法，产生不同的随机数种子，因为每一次运行程序的时间是不同的。

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

 

随机数常用公式：

要取得 [a,b) 的随机整数，使用 (rand() % (b-a))+ a;

要取得 [a,b] 的随机整数，使用 (rand() % (b-a+1))+ a;

要取得 (a,b] 的随机整数，使用 (rand() % (b-a))+ a + 1;

通用公式: a + rand() % n；其中的 a 是起始值，n 是整数的范围。

要取得 a 到 b 之间的随机整数，另一种表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

要取得 0～1 之间的浮点数，可以使用 rand() / double(RAND_MAX)。