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title: C 语言之随机数函数（rand()）的使用方法 layout: post categories: C语言 tags: C语言随机数 伪随机数 rand() srand()

excerpt: C 语言关于随机数函数的用法和原理

在程序设计中，难免会使用到随机值函数，其原理与语法大多类似，接下来以C语言为例介绍其随机值函数 rand() 用法。

原理

引用百度百科，首先，需要包含头文件：

#include <stdlib.h>

rand()函数是按指定的顺序来产生整数，因此每次执行上面的语句都打印相同的两个值，所以说C语言的随机并不是真正意义上的随机，有时候也叫伪随机数，使用 rand() 生成随机数之前需要用随机发生器的初始化函数 srand(unsigned seed)（也位于 stdlib.h 中） 进行伪随机数序列初始化，seed 又叫随机种子，通俗讲就是，如果每次提供的 seed 是一样的话，最后每一轮生成的几个随机值也都是一样的，因此叫伪随机数，所以需要每次提供不同的 seed 达到完全的随机，我们通常用时间函数 time(NULL) 作为 seed ，因为时间值每秒都不同，这个函数需要包含以下头文件：

#include <time.h>

理论太泛，下面用例子分析理解。

举例分析

先来理解以下伪随机数，编译以下代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
    srand(1);
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d, ", rand()%11); 
}

运行结果

8, 9, 9, 1, 7, 5, 5, 10, 1, 0,

然后无论运行多少次，结果都依然是以上随机数，不会改变，因为每次设置的种子 seed 都是 1 。

但是假如把 seed 换成 time(NULL)，每次就不一样了，如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
    srand(time(NULL));
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d, ", rand()%11); 
}

结果是就变了，并且每次都不一样：

6, 3, 4, 5, 5, 9, 8, 10, 10, 4,
6, 4, 2, 4, 3, 2, 5, 1, 2, 9,

这里的 time(NULL) 的结果是一个类似于 1524655706 的数字，并且每秒都在递增 1，也就达成了 srand() 的 seed 不断变化的目的，不断生成新的随机数。

拓展

这里注意一下例子中函数 rand() 的用法，函数括号内不需要加参数，如果直接调用 rand() 的话会生成下面这样的数：

17163, 2663, 24810, 4875, 26975, 14119, 22193, 11233, 26009, 20105,

所以我们想要生成指定范围的随机数的话就需要使用到求余运算符 %，这里有个规律：例如我们需要 0--10的随机数时，就写成 rand()%11，0--100就写成 rand()%101，就是运算符后的数字需要比需求范围极值大 1，当然这也是取余运算的原理。