c生成随机数代码（const类型变量）

佚名 2024-08-13 11:41:36 买帖  |修改  | 投诉  | 刷新  |  浏览

Matlab内置了五种随机函数：

  • rand：生成在(0, 1)之间均匀分布的随机数
  • randn：生成均值为0，方差为1的标准正态分布的随机数
  • randi(imax)：生成在[1, imax] 均匀分布的伪随机整数
  • randsrc(m, n, [alphabet; prob])：生成一个m-by-n的矩阵，矩阵的元素从alphabet里抽取，alphabet每个元素被抽中的概率由prob指定。
  • randperm(n)：生成一个1到n的随机顺序。

而C++中要生成随机数，通常需要使用rand()和srand()两个函数。

对于C++ 11之前的随机数生成，只需rand/srand这两函数即可，C++11之后提供了更多的选择和东西，这里暂且不表。

1、rand函数

int rand(void);

rand()函数返回一个 0 ~ RAND_MAX 之间的整数。RAND_MAX 是一个定义在 的常数。

该函数返回的数字实际上是用算法生成的，实际上并不是随机的。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。系统默认的种子是1，所以说每次使用的随机序列都是固定的。

比如下面这段代码：

#include 
using namespace std;

int main()
{
    cout << "RAND_MAD: " << RAND_MAX << endl;
    int x = rand();
    cout << "x: " << x << endl;
  
    return 0;
}

运行结果如下图所示，可以看出，每次运行的结果，x 的值都是固定的。

C++生成随机数rand/srand函数

2、srand函数

要想使每次运行时变量 x 的值都不同，就必须使它的种子随机，这时就需要用到srand函数。

void srand(unsigned int seed);

srand()函数就是用来设置rand()函数的种子的。根据不同的输入参数可以产生不同的种子。通常使用time函数作为srand函数的输入参数。

time(NULL);

time函数会返回1970年1月1日至今所经历的时间（以秒为单位）。

在使用 rand() 函数之前，srand() 函数要先被调用，并且在整个程序中只需被调用一次。代码如下：

#include 
using namespace std;

int main()
{
    srand(time(0));
    int x = rand();
    cout << "x: " << x << endl;
  
    return 0;
}

运行结果如下：

C++生成随机数rand/srand函数

注意：time函数会返回的是1970年1月1日至今所经历的时间（以秒为单位），若你手速足够快，在1s内能够执行多次，即time函数返回的值相同，x 的值也会相同。

C++生成随机数rand/srand函数

3、指定随机数的范围

在实际应用中，通常需要要将随机数的范围限制在 1 到某个值 max 之间，则可以使用以下公式：

int var = rand() % max + 1;

求余数运算符（％）可以获得整除之后的余数。如当 max 为 6 时，余数将是 0 〜 5，给余数加 1 即可转换为 1 ~ 6。

#include 
using namespace std;

int main()
{
    srand(time(0));
    int x = rand() % 6 + 1;
    cout << "x: " << x << endl;
  
    return 0;
}

运行结果如下：

C++生成随机数rand/srand函数

PS：计算机是一个可预测的系统，因此不可能通过算法来产生真正的随机数。在计算机中，所谓的随机数通常都是伪随机数，即通过随机算法计算出来的，可以被近似看作随机数的数值。

常见的随机数算法有线性同余法（Linear Congruential Generator）、梅森旋转法（Mersenne twister）等。

顶