C++ 利用<cstdlib> 头文件，产生一个random number generator

时间：2014-08-13 22:27:07 阅读：313 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

头文件<cstdlib>中有一个重要的函数 rand() , 可以作为随机数发生器。

现在现在我想产生一个随机数，我使用如下的程序：

#include <iostream>
#include <ctsdlib>

<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">using namespace std;</span>


int main()
{
    cout << rand() << endl;
    return 0;
}

问题来了，虽然我们产生了一个随机数，但是无论我运行上述程序多少遍（重新编译，在运行，也一样是41），都产生一个确定的数。即41，如下：

bubuko.com,布布扣

这是为什么呢。

答案是要想得到一个随机数，我们需要给这个随机数发生器（random number generator）输入一个seed（种子）。

现在让我们在函数中调用rand（）函数25次，用于产生25个随机数：

bubuko.com,布布扣

上述的情况也是一样的，无论是将该程序运行多少遍，或者再次编译，运行，结果仍然是产生了25个与上述随机数完全一样的随机数。这仍然是没有seed的原因。

在举一个例子，模拟骰子。随机出现的数据是： 1， 2， 3， 4， 5， 6，现在我们编程产生这个范围的数字，投25次，程序如下：

#include <iostream>
#include <random>


using namespace std;

int main()
{
    for (int i = 0; i < 25; i++) {
        cout << 1+ (rand() % 6) << endl; // 必须加1， 否则产生0
    }
    return 0;
}

运行结果如下：

bubuko.com,布布扣

不难推广，我们可以产生任意范围整数的随机数。

但是问题来了，由于上述的几个程序的随机数没有seed，所有无论我们运行多少次程序，产生的随机数都是相同的。

问什么呢？

因为没有计算机能够产生完全随机的随机数。计算机毕竟不是人，计算机必须按照一定的算法（Algorithm），一定的指令去执行命令。也就是说计算机不可能产生完全随机的数据。但是计算机通过一定的复杂的算法，我们可以使得其产生的数据看起来是随机的。

C++产生随机数可以使用的seed random number。常用的函数是srand()(函数有一个参数，使我们给进去的任何一个随机数),:

#include <iostream>
#include <cstdlib>



using namespace std;

int main()
{
    srand(6);
    for (int i = 0; i < 25; i++) {
        cout << 1+ (rand() % 6) << endl;
    }
    return 0;
}

产生的结果如下：

bubuko.com,布布扣

显然不同了。但是如果我们不改变srand(6)函数中的参数，只要我们运行，或者重新编译运行，仍然出现同样的结果（同上面的问题一样）。但是只要我们改变srand() 中的参数，重新编译，运行，出现不同的结果。例如我们将srand(6)改为srand(10), 就会改变的：

bubuko.com,布布扣

现在我们给出上述所有问题的终极解决办法：

这个解决办法需要包含一个叫做<ctime>的头文件。这个头文件允许我们去得到计算机的时钟。如下：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>


using namespace std;

int main()
{
    srand(time(0)); 
    for (int i = 0; i < 25; i++) {
        cout << 1+ (rand() % 6) << endl;
    }
    return 0;
}

编译运行：

bubuko.com,布布扣