C++ 随机数

注：本文的知识来自网络和个人的整理和理解。

一、rand函数。

int rand(void);

rand()函数不需要引入任何头文件，可直接使用，返回0~RAND_MAX（32767）的整数，不需要参数，它是根据种子生成的，根据不同的种子产生不同的随机序列。

这个程序无论何时何地，运行的结果都如上所示。系统默认的种子是1，随机序列又是根据种子产生的，所以说每次使用的随机序列都是固定的，随机数不随机。要想使它随机，就必须使它的种子随机。

二、srand函数。

void srand(unsigned int seed);

srand()函数就是用来设置rand()函数的种子的。
同样srand()函数也不需要头文件，可以直接使用，根据不同的参数产生不同的种子。

同样，这个程序如同上个程序，何时何地运行结果都一样，因为srand()的参数一样，生成的种子一样，rand()函数返回的值也一样。那么就只有在srand()的参数上做文章。

三、time函数

time(NULL);

函数会返回1970年1月1日至今所经历的时间（以秒为单位），需要引入头文件

用时间值做种子，就可以产生随机数了，因为时间总是在变的嘛。

将time(NULL)作为srand()的参数，更新种子，再用rand()函数产生随机数。

#include
#include 
using namespace std;
int main()
{
	srand(time(NULL));
	cout << rand() << endl; 
	return 0;
}

四、注意

需要注意的是，srand(time(NULL));只需要执行一次即可。

如果每次使用rand()前都执行一遍，就会出现下面的情况：

这是因为time()是以秒为单位的，在同一秒内返回的值都是相同的，种子是相同的，产生的随机序列自然也相同。每次都从同一个序列的开头取数，可不就一样了嘛。

五、扩展

rand()产生的数是0~RAND_MAX( 0x7fff)，也就是说，只能生成15位。如果需要32位的，可以进行扩展：

unsigned int rand_32()
{
	return (rand()&0x3)<<30 | rand()<<15 | rand();
}

扩展之后测试一下：

#include
#include
#include
using namespace std;
unsigned int rand_32()
{
	return (rand()&0x3)<<30 | rand()<<15 | rand();
}
int main()
{
	srand(time(NULL));
	unsigned a;
	for(int i = 0; i < 10; i++){
		a = rand_32();
		cout << hex << a << endl;
	}
	return 0;
}

以十六进制输出的结果如下:

因为担心这样扩展会不会出现问题，于是进行下列测试：

int main()
{
	srand(time(NULL));
	vector v;
	unsigned a;
	for(long long  i = 0; i < 50000; i++){
		a = rand_32();
		if(a == 0)
			cout << "出现 0 " << endl;
		auto t = find(v.begin(),v.end(),a);
		if(t != v.end()){
			cout << "重复" << endl;
		}
		else
			v.push_back(a);
	}
	return 0;
}

每次测试50000个数，测了三次，运行结果如下：

没什么问题，测了三次，每次不出现0，不出现重复的值。
顺便贴上8位的代码：

unsigned char rand_8()
{
	return (unsigned char)(rand()&0xff);
}