C++ rand()函数和srand()函数

蔚落 2023-02-20 07:57 34阅读 0赞

随机数和伪随机的区别 ：

#include<iostream>
    using namespace std;
    #include<string>
    
    #include<string>
    #include   <stdlib.h>      
    #include   <time.h>   
    #define MIN 0    //随机数产生的范围      
    #define MAX 99  
    
    //函数声明
    void suiji();
    void weisuiji();
    
    
    //学生结构体
    struct Student {
    	string name;
    	int age;
    	int score;
    };
    
    struct Teacher {
    	string tName;
    	struct Student sArray[5];
    
    };
    
    //定义一个给老师学生赋值的函数
    void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len){
    	
    	string nameSeed = "ABCDE";
    	//给老师赋值
    	for (int i = 0; i <len; i++){
    		
    		tArray[i].tName = "Teacher_";
    		tArray[i].tName += nameSeed[i];
    
    		//给老师的每个学生赋值
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			
    			tArray[i].sArray[j].name = "Student_";
    			tArray[i].sArray[j].name += nameSeed[j];
    	
    			tArray[i].sArray[j].age = 30;
    
    			tArray[i].sArray[j].score = 70;
    			//分数的设定
    			int random = rand() % 60+40;
    			tArray[i].sArray[j].score = random;
    
    			//tArray->sArray->name= "Student_";
    			//tArray->sArray->name += nameSeed[j];
    
    			//tArray->sArray->score = 60;
    			//tArray->sArray->age = 20;
    
    		}
    	}
    
    }
    
    void printInfo(struct Teacher tArray[], int len) {
    
    	for (int i = 0; i < len; i++){
    		cout << "老师的姓名：" << tArray[i].tName << endl;	
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			cout << "\t老师的学生姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << "	学生年龄：" << tArray[i].sArray[j].age << "	学生分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
    		
    		}
    
    	}
    }
    
    
    int main() {
    
    	//创建3名老师的数组
    	struct Teacher tArray[3];
    	//通过函数给3名老师的信息赋值，并给老师带的学生信息也赋值
    	//int len = sizeof(tArray)/ sizeof(tArray[0]);
    
    	//cout << "老师的数组长度：" << len << endl;
    	//allocateSpace(tArray, len);
    
    	//打印所以老师学生信息
    	//printInfo(tArray, len);
    
    	suiji();
    	weisuiji();
    	
    	system("pause");
    }
    
    void suiji() {
    	int i;
    	srand((unsigned)time(NULL));
    	cout << "Ten random numbers from " << MIN << " to " << MAX << " :\n" << endl;
    	for (i = 0; i < 10; i++)          //产生随机数  
    	{
    		cout << MIN + rand() % (MAX + MIN - 1) << "\t" ;
    	}
    	cout << endl;
    }
    
    void weisuiji() {
    
    	int i;
    	srand((unsigned)time(0));
    	cout << "Ten random numbers from " << MIN <<
    		" to " << MAX << " :\n" << endl;
    	for (i = 0; i < 10; i++)          //产生随机数  
    	{
    		cout << MIN + (int)MAX * rand() / (RAND_MAX + 1) << "\t" ;
    	}
    	cout << endl;
    	
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l3bDQ3MDgxMjA4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

![20200625130358157.png][]

（一）、rand()函数说明 :

rand()的内部实现是用线性同余法做的，它不是真的随机数，因其周期特别长，故在一定

的范围里可看成是随机的。

rand()返回一随机数值的范围在0至RAND\_MAX 间。RAND\_MAX的范围最少是在32767之间(int)。用

unsigned int 双字节是65535，四字节是4294967295的整数范围。0~RAND\_MAX每个数字被选中

的机率是相同的。

用户未设定随机数种子时，系统默认的随机数种子为1。

rand()产生的是伪随机数字，每次执行时是相同的;若要不同,用函数srand()初始化它。

（二）、srand()函数说明  
  功   能:   初始化随机数发生器     
  用   法:   void srand(unsigned  int  seed);    
  所在头文件： stdlib.h    
  函数说明：  
               srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。

参数seed必须是个整数，通常可以利用time(0)的返回值或NULL来当做seed。

如果每次seed都设相同值，rand()所产生的随机数值每次就会一样。

三、rand()和srand()的关系

rand()和srand()要一起使用，其中srand()用来初始化随机数种子,rand()用来产生随机数。

因为默认情况下随机数种子为1，而相同的随机数种子产生的随机数是一样的,失去了随机性的意义，所以为使每次得到的随机数不一样，用函数srand()初始化随机数种子。srand()的参数，用time函数值（即当前时间），因为两次调用rand()函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。

四、产生一定范围随机数的通用表示公式

要取得\[a,b)的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a （结果值含a不含b）。  
      要取得\[a,b\]的随机整数，使用(rand() % (b-a+1))+ a （结果值含a和b）。  
      要取得(a,b\]的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a + 1 （结果值不含a含b）。

（总的来说，通用公式：a + rand() % n ；其中的a是起始值，n是整数的范围）

要取得a到b之间的随机整数，另一种表示：a + (int)b \* rand() / (RAND\_MAX + 1)。

要取得0～1之间的浮点数，可以使用rand() / double(RAND\_MAX)。

五、产生相同的随机数的原因

计算机的随机数都是由伪随机数，即是由小M多项式序列生成的，其中产生每个小序列都有一个初始值，即随机种子。（注意： 小M多项式序列的周期是65535，即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535，当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。）

我们知道rand()函数可以用来产生随机数，但是这不是真真意义上的随机数，是一个伪随机数，是根据一个数（我们可以称它为种子）为基准以某个递推公式推算出来的一系列数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数，当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的，除非你破坏了系统。

#include<iostream>
    using namespace std;
    #include<string>
    
    #include<string>
    #include   <stdlib.h>      
    #include   <time.h>   
    #define MIN 0    //随机数产生的范围      
    #define MAX 99  
    
    
    //学生结构体
    struct Student {
    	string name;
    	int age;
    	int score;
    };
    
    struct Teacher {
    	string tName;
    	struct Student sArray[5];
    
    };
    
    //定义一个给老师学生赋值的函数
    void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len){
    	
    	string nameSeed = "ABCDE";
    	//给老师赋值
    	for (int i = 0; i <len; i++){
    		
    		tArray[i].tName = "Teacher_";
    		tArray[i].tName += nameSeed[i];
    
    		//给老师的每个学生赋值
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			
    			tArray[i].sArray[j].name = "Student_";
    			tArray[i].sArray[j].name += nameSeed[j];
    	
    			tArray[i].sArray[j].age = 30;
    
    			tArray[i].sArray[j].score = 70;
    			//分数的设定
    			int random = rand() % 60+40;
    			tArray[i].sArray[j].score = random;
    
    			//tArray->sArray->name= "Student_";
    			//tArray->sArray->name += nameSeed[j];
    
    			//tArray->sArray->score = 60;
    			//tArray->sArray->age = 20;
    
    		}
    	}
    
    }
    
    void printInfo(struct Teacher tArray[], int len) {
    
    	for (int i = 0; i < len; i++){
    		cout << "老师的姓名：" << tArray[i].tName << endl;	
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			cout << "\t老师的学生姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << "	学生年龄：" << tArray[i].sArray[j].age << "	学生分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
    		
    		}
    
    	}
    }
    
    
    int main() {
    
    	//创建3名老师的数组
    	struct Teacher tArray[3];
    	//通过函数给3名老师的信息赋值，并给老师带的学生信息也赋值
    	int len = sizeof(tArray)/ sizeof(tArray[0]);
    
    	cout << "老师的数组长度：" << len << endl;
    	allocateSpace(tArray, len);
    
    	//打印所以老师学生信息
    	printInfo(tArray, len);
    
    //	suiji();
    //	weisuiji();
    	
    	system("pause");
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l3bDQ3MDgxMjA4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

每次运行得到相同的随机序列：

为得到不同的随机数序列，则需改变这个种子的值。方法：在开始产生随机数前，调用一次srand(time(NULL))（注意：srand()一定要放在循环外面或者是循环调用的外面，否则的话得到的是相同的随机数）。

所以我们使用了srand()函数之后，加了随机种子

#include<iostream>
    using namespace std;
    #include<string>
    
    #include<string>
    #include   <stdlib.h>      
    #include   <time.h>   
    #define MIN 0    //随机数产生的范围      
    #define MAX 99  
    
    //函数声明
    void suiji();
    void weisuiji();
    
    
    //学生结构体
    struct Student {
    	string name;
    	int age;
    	int score;
    };
    
    struct Teacher {
    	string tName;
    	struct Student sArray[5];
    
    };
    
    //定义一个给老师学生赋值的函数
    void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len){
    	
    	string nameSeed = "ABCDE";
    	//给老师赋值
    	for (int i = 0; i <len; i++){
    		
    		tArray[i].tName = "Teacher_";
    		tArray[i].tName += nameSeed[i];
    
    		//给老师的每个学生赋值
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			
    			tArray[i].sArray[j].name = "Student_";
    			tArray[i].sArray[j].name += nameSeed[j];
    	
    			tArray[i].sArray[j].age = 30;
    
    			tArray[i].sArray[j].score = 70;
    			//分数的设定
    			int random = rand() % 60+40;
    			tArray[i].sArray[j].score = random;
    
    			//tArray->sArray->name= "Student_";
    			//tArray->sArray->name += nameSeed[j];
    
    			//tArray->sArray->score = 60;
    			//tArray->sArray->age = 20;
    
    		}
    	}
    
    }
    
    void printInfo(struct Teacher tArray[], int len) {
    
    	for (int i = 0; i < len; i++){
    		cout << "老师的姓名：" << tArray[i].tName << endl;	
    		for (int j = 0; j < 5; j++){
    			cout << "\t老师的学生姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << "	学生年龄：" << tArray[i].sArray[j].age << "	学生分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
    		
    		}
    
    	}
    }
    
    
    int main() {
    
    	//随机种子
    	srand((unsigned int)time(NULL));
    
    	//创建3名老师的数组
    	struct Teacher tArray[3];
    	//通过函数给3名老师的信息赋值，并给老师带的学生信息也赋值
    	int len = sizeof(tArray)/ sizeof(tArray[0]);
    
    	cout << "老师的数组长度：" << len << endl;
    	allocateSpace(tArray, len);
    
    	//打印所以老师学生信息
    	printInfo(tArray, len);
    
    //	suiji();
    //	weisuiji();
    	
    	system("pause");
    }
    
    void suiji() {
    	int i;
    	srand((unsigned)time(NULL));
    	cout << "Ten random numbers from " << MIN << " to " << MAX << " :\n" << endl;
    	for (i = 0; i < 10; i++)          //产生随机数  
    	{
    		cout << MIN + rand() % (MAX + MIN - 1) << "\t" ;
    	}
    	cout << endl;
    }
    
    void weisuiji() {
    
    	int i;
    	srand((unsigned)time(0));
    	cout << "Ten random numbers from " << MIN <<
    		" to " << MAX << " :\n" << endl;
    	for (i = 0; i < 10; i++)          //产生随机数  
    	{
    		cout << MIN + (int)MAX * rand() / (RAND_MAX + 1) << "\t" ;
    	}
    	cout << endl;
    	
    }

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l3bDQ3MDgxMjA4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l3bDQ3MDgxMjA4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

发现这个学生分数不一样了

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