C语言中随机数的生成

C语言提供了一个函数叫rand，该函数可生成随机数，函数原型如下：

int rand (void);

rand函数会返回一个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，RAND_MAX的大小是依赖编译器上实现的。

rand函数的使用需要的头文件是stdlib.h

下面测试一下rand函数，进行多次调用，产生6个随机数。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
	printf("%lld\n", time(NULL));//时间戳
	int r = rand();
	printf("随机数1：%d\n", r);
	r = rand();
	printf("随机数2：%d\n", r);
	r = rand();
	printf("随机数3：%d\n", r);
	r = rand();
	printf("随机数4：%d\n", r);
	r = rand();
	printf("随机数5：%d\n", r);
	r = rand();
	printf("随机数6：%d\n", r);

	return 0;
}

第一次运行结果：

第二次运行结果：

第三次运行结果：

可以看到虽然一次运行产生的六个数是相对随机的，但是第二次运行产生的结果却和上一次的一模一样。问题出在哪呢？

其实在文章开头我们就提到了，rand函数生成的随机数是一个伪随机的数。rand函数是对一个基准值进行运算生成的随机数，之所以前面每次运行产生的随机数序列是一样的，是因为rand函数生成随机数的默认基准

值是“1”。如果要让每次运行生成的随机数序列不同，就要让基准值改变。

C语言中又提供了一个函数叫做srand函数，是用来初始化随机数的生成器的，srand的原型如下：

void srand(unsigned int seed);

程序在调用rand函数之前先调用srand函数，通过srand函数中的参数seed来设置rand函数生成随机数时的基准值，只要基准值在变化，每次生成的随机数序列就会变化。

在程序中我们一般是使用程序运行时的时间作为基准值，因为时间是在一直变化的。

C语言中有一个time函数，就可以获得时间，time函数的原型如下：

​time_t time(time_t* timer);

time函数会返回当前的日历时间，其实返回的是1970年1月1日0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值，单位是秒。返回的类型是time_t类型的，time_t类型本质上就是32位或64位的整型类型。

time函数中的参数timer如果是非NULL的指针，函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。

如果timer是NULL，就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做：时间戳。

time函数需要头文件time.h

如果只是让time函数返回时间戳，就可以这样写：

time(NULL);

所以可以将上面随机数的生成的代码改写为：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
	printf("%lld\n", time(NULL));
	//使用time函数的返回值作为基准值
	//需要将time函数的返回值进行强制类型转换，转为unsigned int型
	srand((unsigned int)time(NULL));

	int r = rand();
	printf("%d\n", r);
	r = rand();
	printf("%d\n", r);
	r = rand();
	printf("%d\n", r);
	r = rand();
	printf("%d\n", r);
	r = rand();
	printf("%d\n", r);
	r = rand();
	printf("%d\n", r);

	return 0;
}

此时我们再次运行

第一次运行结果：

第二次运行结果：

第三次运行结果：

可以看到生成的随机数序列不再一样。

(注：srand函数是不需要频繁调用的，一次运行的程序中调用一次就够了)

设置随机数的生成范围

如果要生成0~100之间的随机数，方法如下：

int r = rand() % 100 + 1;
//%100的余数是0~99，再进行+1，范围为0~100

如果要生成100~200之间的随机数，方法如下：

int r = 100 + rand() % (200 - 100 + 1);
//余数的范围是0~100，再进行+100，范围为100~200

如果要生成a~b之间的随机数，方法如下：

int r = a + rand() % (b - a + 1);
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