C语言随机数的产生(rand、srand、time函数细节讲解)

简介: C语言随机数的产生(rand、srand、time函数细节讲解)

随机数生成代码:

先上代码,再详细解释:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
  srand((unsigned int)time(NULL));
  //随机数生成器
  int ret = rand()%100+1;
  //随机数赋值,和范围限定
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

rand函数:

  1. rand函数的头文件是<stdlib.h>。
  2. rand函数无需传参数,返回类型是一个伪随机的整数范围是0到RAND_MAX。那这个RAND_MAX所对应的值是多少呢?我们同样来查询下RAND_MAX


这里就明确表明了他对应的整数值:32767.

3.rand函数范围限定:原本rand函数范围0~32767范围很广,我们往往不需要这么大,所以就需要规划rand函数返回值在我们需要的范围内,通过下面的方式来:

  • 4.从rand函数介绍第二段我们了解到,这个数字是由一个算法生成的,该算法每次调用时都返回一个明显不相关的数字序列。该算法使用种子来生成序列,该序列应该使用函数srand初始化为一些独特的值。
  • srand函数(提供)------>算法数列(决定)----->rand函数返回值

伪随机数:

rand函数返回的是伪随机数,也就是说他返回的并不是真正的随机数,而是一个在那个范围内的一个固定整数。比如:我用VS2019编译打印出来固定是41;

  • 这个时候我们就要用到一个随机的种子,来随机算法数列也就完成了随机rand函数返回值。

???😦什么呆呆你在开玩笑吧,我要rand产生一个随机数,现在你又要一个随机数种子来完成,这不是开玩笑吗?

!!!😀是的,没有在开玩笑,还记得这句话吗?rand函数无需传参数 这里也就表示了无法输入值进行更改,而是由本身函数算法决定返回值所以我们就引入可串参数改变的srand函数;

srand函数:

传入的参数是无符号整形种子,所以在上述随机值代码中强制类型转换了time函数返回值

这里每句话都是关键,所以我提供一张翻译的图

从结合上述内容我们已经完全就清楚了,我们就彻底清楚原因了。


这里我们就不过多赘述,就主要看下最后一段

为了生成类似随机的数字,srand通常被初始化为一些独特的运行时值,比如函数time返回的值(在头中声明)。这对于大多数琐碎的随机化需求来说是足够独特的。

这里提到了函数time函数返回值,所以又要引入time函数;

time函数:

  • 这里我们就只需要了解time函数头文件<time.h>,返回类型是time_t(也就是long int类型),也就是返回时间戳,传入参数为时间指针,还有个时间戳的概念:说我们当前时间到1970年1月1日00:00小时以来的秒数(即当前unix时间戳)。


time函数补充:

  • 算了,我还是多讲一些time函数吧,这里与随机值无关:
time_t time( time_t *timer );

time_t类型讨论

time_t是(long还是long long的讨论),能确定的是time_t始终占8个字节

从这位大佬总结的图中,我们就很清楚的认识到,讨论应当先分平台,在分多少位;

  • 总结:若在Windows平台全是long long,Linux平台32位为long,64位为long long。
    这里就要注意项目转平台时要调整。


time_t指针传入的讨论:

返回值如上面所说,返回时间戳(当前时间到1970年1月1日00:00小时以来的秒数);


  1. 当传入的time_t指针为空指针(NULL)时,不会将返回值赋值到time_t指针指向的空间里;
  2. 当传入的time_t指针不为空指针(NULL)时,会将返回值赋值到time_t指针指向的空间里;(不好演示证明)

代码演示证明:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()

{
  time_t a = 1;
  srand((unsigned int)time(&a));
  printf("%lld\n", a);

  time_t b = 2;
  srand((unsigned int)time(&b));
  printf("%lld\n", b);
  
  srand((unsigned int)time(NULL));

  return 0;
}


总结:

  • 这个代码的实现为我们后面的许多项目设计提供了一定的基础;
  • 要注意头文件,参数的传入类型,返回值类型;
  • time函数(随机种子提供)------>srand函数(提供)------>算法数列(决定)------>rand函数返回值------>限制所需范围
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