随机函数详解+浅谈洗牌算法

在C++中的 rand() 函数可以用来产生随机数。

在使用 rand() 函数的时候，首先需要包含头文件  #include，

用法是  int rand( )，产生的随机数范围是0~65536，类型为unsigned int，不能超过范围。rand()函数不接受参数，默认以1为种子（即起始值）。

随机数生成器总是以相同的种子开始，所以形成的伪随机数列也相同，失去了随机意义。

若要不同，此时需要使用函数srand()进行初始化。srand() 函数用来初始化随机数发生器，用法为void srand(unsigned int seed),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。

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。

产生随机数：

1、给srand()提供一个种子，它是一个unsigned int类型；调用rand()，它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到RAND_MAX之间)；

2、根据需要多次调用rand()，从而不间断地得到新的随机数；

3、无论什么时候，都可以给srand()提供一个新的种子，从而进一步“随机化”rand()的输出结果。

4、产生一定范围随机数的通用表示公式：

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)。

实列：

#include
#include// 包含随机函数的头文件；
#include// 包含时间函数的头文件；
#include
int main()
{
	srand((unsigned)time(NULL));// 随机数种子，但要注意放在循环外；
	for(int i=1;i<=5;i++)// 随机产生5个0-99内的随机数
	printf("%d ",rand()%100);
	return 0;
 } 

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简单的小应用（百度面试题）

在斗地主的小游戏中，为了保证玩家手中牌的随机性，我们可以对洗牌过程进行模拟。

在现实中我们的洗牌过程很简单，但要用计算机来进行模拟，要怎么办呢。

我们可以将54张牌看做长度为54的数组（当然也可以再长点），数组中每个元素对应一张牌，那么洗牌的过程就相当于对数组元素的重新排列，随机重排后依次发给玩家，就可以保证玩家的牌是随机的。

在 C++中可以利用随机函数，利用这个函数，可以产生0-53的随机数，假设产生 x，将 x 放到另一个数组中存储直到原数组的所有元素全部放到存储数组中。

但是简单一想，如果随机数重复怎么办，即使重复的数进行标记，那也会有无效的时间浪费，那就需要我们将产生的随机数从原数组中去除，直到完成模拟过程。

仔细想想，也存在着更好的方法，每次我们只需要将产生的随机数与数组的最后一位交换即可。

例如：第一次我们在a数组0-53的数中产生了a[3] ，那么我们就将 a[3]与 a[53] 交换，第二次在0-52中进行随机数的选择。

依次进行，直到选择完成。这样做的好处是不用额外开数组，时间复杂度优化到 O (n), 空间复杂度优化到 O(1).

看下这有意思代码：

#include
#include
#include// 时间函数
#include //包含随机数的头文件
using namespace std;
int a[110];
int main()
{
	for(int i=1;i<=53;i++) a[i]=i;
	srand((unsigned)time(NULL));// 可以根据程序运行时间的不同产生不同的随机数种子；
	for(int i=53;i>=1;i--)
	{
		int x=rand()%i+1;// 在1-i 之间产生随机数；
		printf("%d ",a[x]);
		swap(a[x],a[i]);
	}
	return 0;
}