fortran生成随机数

一、需求

我需要生成10组随机数，每组随机数的维度是5*5，要求每组随机数是不同的，但是又要求每次运行程序生成的随机数是可重复的。

最简单的办法如下：

program test_random_number
  !!!!!!可以不设置种子，效果相同。
  REAL :: r(5,5)
  do i=1,10
  call random_number(r)
  write(*,*)r
  print*,'-------------------------------------'
  enddo
end program

程序运行后，输出结果为：

 3.9208680E-07  2.5480442E-02  0.3525161      0.6669145      0.9630555    
  0.8382882      0.3353550      0.9153272      0.7958636      0.8326931    
  0.3450427      0.8711839      8.9918353E-02  0.8882838      0.7009789    
  0.7345526      0.3001758      4.9717721E-02  0.9081894      9.7658597E-02
  4.0313378E-02  8.5024789E-02  0.5588210      0.9264517      7.5640768E-02
 -------------------------------------
  0.9117896      9.1822170E-02  0.6377664      0.8522921      0.1210777    
  0.9945745      0.7782503      1.9665021E-02  0.1698636      0.9947433    
  0.7536924      0.2179738      0.6592925      0.5390184      0.4800633    
  0.8392264      2.5420204E-02  0.9893829      0.5857707      0.7670679    
  0.4448168      0.7095050      0.7945260      0.4387013      0.2087533    
 -------------------------------------
  0.7311121      0.6657310      0.7220742      0.2114710      0.3082515    
  0.2629889      0.7522959      0.5497946      0.6367239      0.6310104    
  0.4947841      0.4706950      0.1225150      0.5348967      0.1941571    
  0.9679053      0.5892302      1.7623320E-02  0.3143427      0.5533030    
  0.6762834      1.6883278E-02  0.2656559      0.4608800      0.8374500    
 -------------------------------------

每次运行的输出结果都是相同的。

我认为上述结果是因为，fortran默认的有一个随机种子，所以不设置直接调用random_number就可以了。

如果想更灵活一点，不使用系统默认的随机种子，可以手动设置一个随机种子，方法如下：

program test_random_number
  !!!!!!设置一个种子，每次运行都会生成相同的随机数，但是每个循环里生成的随机数是不同的
  !!!!!!和不设置种子的效果相同。
  REAL :: r(5,5)
  integer :: n(1)
  integer,allocatable :: seed(:)
  n=123456
  call random_seed(put=n)
  
  print*,'-------------------------------------'
  do i=1,10
  call random_number(r)
  write(*,*)r
  print*,'-------------------------------------'
  enddo


end program

n就是我们设置的种子，put是random_seed子程序的输入参数（intent(in)），n必须是一个数组。关于random_seed的另外两个参数，size和get，都是输出参数，笔者自己没有弄的很明白，也没有使用的需求，欢迎大佬在评论区赐教。个人觉得这篇说的还不错：fortran随机数

此时的输出结果如下：

 0.3003711      6.1110102E-02  3.7764840E-02  0.2076357      0.3833852    
  0.9097154      0.4229082      0.2671735      0.5746257      0.2194885    
  0.5764998      0.3967984      2.7026536E-02  0.3349927      0.3099868    
  0.5780981      0.9329451      0.6820918      0.7257171      0.6534119    
  0.9531794      0.5080327      0.8002245      0.4509397      0.9372804    
 -------------------------------------
  0.5612365      6.1461501E-02  0.7858571      0.5554050      0.4812418    
  0.6018271      0.3862819      0.7944903      3.1226246E-02  0.5575908    
  0.5348483      0.3856399      0.6524287      0.8872858      5.1918231E-02
  3.9682582E-02  7.7522576E-02  0.8136503      0.8178805      0.4109471    
  0.6253451      0.3680272      0.9016623      0.3865243      0.3946394    
 -------------------------------------
  0.7769522      0.9103879      0.4235442      0.8339527      0.2920198    
  0.7666448      4.0062513E-02  0.2423317      0.8170069      0.4758632    
  0.4376644      0.8842280      0.2314132      0.9875546      0.8472762    
  0.8744933      0.8001316      2.4753891E-02  0.6369917      3.1933367E-02
  0.5903373      0.9698811      0.5209839      0.1557297      0.5503737    
 -------------------------------------

可以看到，和不设置随机种子时生成的随机数不同，每次运行结果也都是一样的，改变n的赋值则可以得到另外的随机数。

另外，如果想使每次运行程序得到的随机数都是不同的，（这样做程序运行结果将不可重复），可以这样写：

program test_random_number
  REAL :: r(5,5)
  call random_seed()
  do i=1,10
  call random_number(r)
  write(*,*)r
  print*,'-------------------------------------'
  enddo
end program

也就是调用random_seed()，但是不传入参数，每次运行时会根据系统时间设置随机种子，更具体原理在刚才的链接中有提到。

fortran设置随机种子和生成随机数，以上满足了笔者的需求，如果有更高端的用法，欢迎评论区留言。