C++ 隨機數

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    由隨機數分布類、隨機數引擎類組成。

    現在介紹產生整數與浮點數的隨機數。

    標頭檔<random>，使用的隨機數引擎類是std::default_random_engine，可通過()調用運算子返回隨機數，簡單的例子：

// main.cpp#include <iostream>#include <random>using std::cout;using std::ends;int main(){    std::default_random_engine e;    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << e() << ends;    }    return 0;}

    此處有個問題，此處返回的隨機數是相同的，因為沒有設定種子數。

// main.cpp#include <iostream>#include <random>#include <ctime>using std::cout;using std::ends;int main(){    std::default_random_engine e(time(nullptr)); // 設定種子數    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << e() << ends;    }    return 0;}

    此時可產生不同的隨機數，如果在產生隨機數之前時差超過1秒則隨機率高。同樣可通過e.seed(value)設定種子數，種子為整數型別。

    如果要指定範圍可使用隨機數分布類uniform_int_distribution，該類是模板類，有均勻分布功能：

// main.cpp#include <iostream>#include <random>#include <ctime>using std::cout;using std::ends;int main(){    std::default_random_engine e(time(nullptr)); // 設定種子數    std::uniform_int_distribution<unsigned> u(0,9); // 設定類型為無符號整型，範圍為[0,9]    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << u(e) << ends;  // 產生0-9的隨機數    }    return 0;}

    在以下的例子，隨機數是一致的：

// main.cpp#include <iostream>#include <random>#include <ctime>using std::cout;using std::ends;using std::endl;int func(){    std::default_random_engine e;     std::uniform_int_distribution<unsigned> u(0,9); // 設定類型為無符號整型，範圍為[0,9]    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << u(e) << ends;  // 產生0-9的隨機數    }    return 0;}int main(){    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        func();        cout << endl;    }    return 0;}

    因為default_random_engine每次都更新，每次的分布類推動是相似的，因此隨機數是一致的，可使用靜態類型解決該問題：

// main.cpp#include <iostream>#include <random>#include <ctime>using std::cout;using std::ends;using std::endl;int func(){    static std::default_random_engine e; // 資料數引擎靜態類型    std::uniform_int_distribution<unsigned> u(0,9); // 設定類型為無符號整型，範圍為[0,9]    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << u(e) << ends;  // 產生0-9的隨機數    }    return 0;}int main(){    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        func();        cout << endl;    }    return 0;}

    此處是靜態類型，因此使用的是同一個隨機數引擎靜態類型，沒有更新同時在分布類裡不斷推動，則產生的隨機數是不同的。

    在上處例子是整型，如果使用浮點類型double、float等則編譯錯誤。產生浮點數隨機數，使用隨機數分布類uniform_real_distribution，該類是模板類，產生浮點隨機數，如果使用整數型別unsigned等會產生編譯錯誤：

// main.cpp#include <iostream>#include <random>#include <ctime>using std::cout;using std::ends;using std::endl;int func(){    static std::default_random_engine e; // 資料數引擎靜態類型    std::uniform_real_distribution<double> u(0,1); // 設定類型為雙精確度浮點數，範圍為[0,1]    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        cout  << u(e) << ends;  // 產生0-9的隨機數    }    return 0;}int main(){    for (int i = 0; i < 10; ++i)    {        func();        cout << endl;    }    return 0;}

    使用隨機數分布類和隨機數引擎類，可使用不同的功能，如均勻分布、常態分佈，同時產生整數、浮點數等隨機數。

    以上是C++11新標準引入的隨機數簡單介紹，歡迎大家一起交流分享。

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