C++中隨機函數rand()和srand()的用法

一、rand()

  函數名:   rand  
  功   能:   隨機數發生器 
  用   法:   int rand(void);  

  所在標頭檔: stdlib.h

  函數說明 :

                rand()的內部實現是用線性同餘法做的，它不是真的隨機數，因其周期特別長，故在一定

                的範圍裡可看成是隨機的。

                rand()返回一隨機數值的範圍在0至RAND_MAX 間。RAND_MAX的範圍最少是在32767之間(int)。用 

                unsigned int 雙位元組是65535，四位元組是4294967295的整數範圍。0~RAND_MAX每個數字被選中

                的機率是相同的。                      

                使用者未設定隨機數種子時，系統預設的隨機數種子為1。

                rand()產生的是偽隨機數字，每次執行時是相同的;若要不同,用函數srand()初始化它。

  程式例:

  #include <iostream><br />using namespace std;<br />#include <stdlib.h><br />#include <time.h><br />#define MIN 1 //隨機數產生的範圍<br />#define MAX 10</p><p>int main()<br />{<br />int i;<br />srand((unsigned)time(0));<br />cout<<"Ten random numbers from "<<MIN<<<br /> " to "<<MAX<<" :/n"<<endl;<br />for(i=0; i<10; i++) //產生隨機數<br />{<br />cout<<MIN + (int)MAX * rand() / (RAND_MAX + 1)<<"/t";<br />}<br />cout<<endl;<br />return 0;<br />}

二、srand()

  函數名:   srand  
  功   能:   初始化隨機數發生器  
  用   法:   void srand(unsigned  int  seed); 
  所在標頭檔： stdlib.h  
  函數說明：
               srand()用來設定rand()產生隨機數時的隨機數種子。

               參數seed必須是個整數，通常可以利用time(0)的傳回值或NULL來當做seed。

               如果每次seed都設相同值，rand()所產生的隨機數值每次就會一樣。

  程式例: 
  #include <iostream><br />using namespace std;<br />#include <stdlib.h><br />#include <time.h><br />#define MIN 0 //隨機數產生的範圍<br />#define MAX 99</p><p>int main()<br />{<br />int i;<br />srand((unsigned)time(NULL));<br />cout<<"Ten random numbers from "<<MIN<<<br /> " to "<<MAX<<" :/n"<<endl;<br />for(i=0; i<10; i++) //產生隨機數<br />{<br />cout<<MIN + rand() % (MAX + MIN - 1)<<"/t";<br />}<br />cout<<endl;<br />return 0;<br />}

三、rand()和srand()的關係

      rand()和srand()要一起使用，其中srand()用來初始化隨機數種子,rand()用來產生隨機數。

      因為預設情況下隨機數種子為1，而相同的隨機數種子產生的隨機數是一樣的,失去了隨機性的意義，所以為使每次得到的隨機數不一樣，用函數srand()初始化隨機數種子。srand()的參數，用time函數值（即目前時間），因為兩次調用rand()函數的時間通常是不同的，這樣就可以保證隨機性了。

四、產生一定範圍隨機數的通用表示公式

      要取得[a,b)的隨機整數，使用(rand() % (b-a))+ a （結果值含a不含b）。
      要取得[a,b]的隨機整數，使用(rand() % (b-a+1))+ a （結果值含a和b）。
      要取得(a,b]的隨機整數，使用(rand() % (b-a))+ a + 1 （結果值不含a含b）。

      （總的來說，通用公式：a + rand() % n ；其中的a是起始值，n是整數的範圍）

      要取得a到b之間的隨機整數，另一種表示：a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。

      要取得0～1之間的浮點數，可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

五、產生相同的隨機數的原因

      電腦的隨機數都是由偽隨機數，即是由小M多項式序列產生的，其中產生每個小序列都有一個初始值，即隨機種子。（注意： 小M多項式序列的周期是65535，即每次利用一個隨機種子產生的隨機數的周期是65535，當你取得65535個隨機數後它們又重複出現了。）  

      我們知道rand()函數可以用來產生隨機數，但是這不是真真意義上的隨機數，是一個偽隨機數，是根據一個數（我們可以稱它為種子）為基準以某個遞推公式推算出來的一系列數，當這系列數很大的時候，就符合正態公布，從而相當於產生了隨機數，但這不是真正的隨機數，當電腦正常開機後，這個種子的值是定了的，除非你破壞了系統。 

             程式樣本：

                           #include <iostream><br />using namespace std;<br />#include <stdlib.h><br />#include <time.h></p><p>int main()<br />{<br />int i;<br />for (i=0; i<10; i++) //產生10個隨機數<br />{<br />cout<<rand()<<"/t";<br />}<br />cout<<endl;<br />return 0;<br />}

             每次運行得到相同的隨機序列：

                        41 18467 6334  26500 19169 15724 11478
                        41 18467 6334 26500 19169 15724 11478 
29358 26962 24464

      為得到不同的隨機數序列，則需改變這個種子的值。方法：在開始產生隨機數前，調用一次srand(time(NULL))（注意：srand()一定要放在迴圈外面或者是迴圈調用的外面，否則的話得到的是相同的隨機數）。

             程式樣本：

                          #include <iostream><br />using namespace std;<br />#include <stdlib.h><br />#include <time.h></p><p>int main()<br />{<br />int i;<br />srand((unsigned)time(NULL)); //初始化隨機數種子<br />for (i=0; i<10; i++) //產生10個隨機數<br />{<br />cout<<rand()<<"/t";<br />}<br />cout<<endl;<br />return 0;<br />}          

            每次運行得到不同的隨機序列：

                          1294 18562 14141 18165 11910 29784 11070 13225 131 24405
                          1774 25714 18734 16528 20825 17189 9848 8899 2503 5375