C/C++ (伪)随机数

1. C 随机数

• 包含头文件

• 生成随机数

  int rand(void);
  

  返回一个0到 RAND_MAX 范围内的伪随机整数。通常使用 取余操作（%） 实现生成指定范围内的随机数。
  该函数使用的算法使用种子生成序列，应使用 srand 函数将其初始化为某个独特的值。
  
  

• 初始化随机数生成器

  void srand(unsigned int seed);
  

  使用种子 seed 初始化伪随机数生成器。

  如果使用不同的种子，则将生成不同的随机数序列。

  如果使用相同的种子初始化两个不同的随机数生成器，则它们将在随后的 rand 调用中生成相同的连续结果。

  如果seed设置为1，则将生成器重新初始化为其初始值，并生成与调用rand或srand之前相同的值。

  srand 通常被初始化为一些独特的运行时值，比如 time 函数返回的值（在头文件 中声明）, 这足以满足大多的随机需求。

• 例子1

  /* srand example */
  #include       /* printf, NULL */
  #include      /* srand, rand */
  #include        /* time */
  
  int main () {
  	  printf ("First number: %d\n", rand()%100);
  	  
  	  srand (time(NULL));
  	  printf ("Random number: %d\n", rand()%100);
  	  
  	  srand (1);		// 重新初始化为 srand 调用之前的种子值
  	  printf ("Again the first number: %d\n", rand()%100);
  	
  	  return 0;
  }
  

  结果：
  First number: 41
  Random number: 13
  Again the first number: 41

• 例子2：

  /* rand example: guess the number */
  #include       /* printf, scanf, puts, NULL */
  #include      /* srand, rand */
  #include        /* time */
  
  int main () {
  	  int iSecret, iGuess;
  	
  	  /* initialize random seed: */
  	  srand (time(NULL));
  	
  	  /* generate secret number between 1 and 10: */
  	  iSecret = rand() % 10 + 1;
  	
  	  do {
  		    printf ("Guess the number (1 to 10): ");
  		    scanf ("%d",&iGuess);
  		    if (iSecret<iGuess) puts ("The secret number is lower");
  		    else if (iSecret>iGuess) puts ("The secret number is higher");
  	  } while (iSecret!=iGuess);
  	
  	  puts ("Congratulations!");
  	  return 0;
  }
  

2. C++ 随机数

• 包含头文件 ，包括随机数引擎类和随机数分布类。

• 引擎类可以生成 unsigned 随机数序列；分布类使用引擎类生成指定类型、在给定范围内的、服从特定概率分布的随机数。

• 随机数引擎
  随机数引擎是函数对象类，它们定义了一个调用运算符，该运算符不接受参数，并返回一个随机的 unsigned 整数。

  default_random_engine e;		// 随机数引擎
  for(int i=0; i<10; i++) {
      cout << e() << " ";
  }
  

  
  

  引擎的操作 ：标准库中定义了多个随机数引擎类，下面用Engine表示

  函数声明	解释
  Engine e;	默认构造函数，使用默认的种子
  Engine e(s);	使用整数 s 作为种子构造引擎
  e.seed(s);	使用整数 s 作为种子重置引擎的状态
  e.min(); e.max();	此引擎可生成的最小值和最大值
  e.discard(u);	将引擎推进u步

1. 如果两个引擎使用相同的种子，则它们将生成相同的值序列。
2. 使用指定的种子可以每次都生成相同的序列。
3. 使用 time 作为种子：

   default_random_engine e(time(0));	// time(0)以秒为单位返回当前时间
   

• 随机数分布
  随机数分布类也是函数对象类，定义了一个调用运算符，它接受一个随机数引擎作为参数，分布对象使用它的引擎参数生成随机数，并将其映射到指定的分布。如，

  // 随机数分布类：生成  0到 9 之间（包含首尾）均匀分布的随机数
  uniform_int_distribution<unsigned> u(0, 9);
  default_random_engine e;
  
  for(int i=0; i<10; i++) {
      cout << u(e) << " ";
  }
  
  uniform_real_distribution<double> u(0, 1);		// 生成0到1之间的均匀分布
  // 还有其他分布...