rand（）,srand()产生随机数
rand（）,srand()产生随机数
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，为了改变这个种子的值，C提供了 srand()函数，它的原形是void srand( int a). 初始化随机产生器既rand()函数的初始值，即使把种子的值改成a; 从这你可以看到通过sand()函数，我们是可以产生可以预见的随机序列,那我们如何才能产生不可预见的随机序列呢？我们可能常常需要这样的随机序列，是吧。利用srand((unsigned)time(NULL))是一种方法，因为每一次运行程序的时间是不同的.
rand()会返回一随机数值，范围在0至RAND_MAX 间。返回0至RAND_MAX之间的随机数值，RAND_MAX定义在stdlib.h，(其值至少为32767)，运算的结果是一个不定的数，要看你定义的变量类型，int整形的话就是32767。 在调用此函数产生随机数前，必须先利用srand()设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1。一般用for语句来设置种子的个数。
现在的C编译器都提供了一个基于ANSI标准的伪随机数发生器函数，用来生成随机数。它们就是rand()和srand()函数。这二个函数的工作过程如下：
- 1) 首先给srand()提供一个种子，它是一个unsigned int类型，其取值范围从0~65535；
- 2) 然后调用rand()，它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到32767之间)
- 3) 根据需要多次调用rand()，从而不间断地得到新的随机数；
- 4) 无论什么时候，都可以给srand()提供一个新的种子，从而进一步“随机化”rand()的输出结果。
可能大家都知道c语言中的随机函数random，可是random函数并不是ANSI C标准，所以说，random函数不能在gcc，vc等编译器下编译通过。
random（）产生随机数为0或1；
random（n）产生随机数为0到n之间的一个随机数；
rand（）产生0到32768之间的一个随机数。
需要首先使用随机数“种子”初始化，srand函数。下面是0~32767之间的随机数程序
1 ＃i nclude <stdlib.h>
2 ＃i nclude <stdio.h>
3 ＃i nclude <time.h> //使用当前时钟做种子
4
5 void main( void )
6 {
7 int i;
8 srand( (unsigned)time( NULL ) );//初始化随机数
9
10 /* 打印10个随机数. */
11 for( i = 0; i < 10;i++ )
12 printf( " %d\n", rand() );
13 } 范例 /* 产生介于1 到10 间的随机数值，此范例未设随机数种子，完整的随机数产生请参考srand（）*/ 1 #include<stdlib.h>
2 int main()
3 {
4 int i,j;
5 for(i=0;i<10;i++)
6 {
7 j=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0));
8 printf("%d ",j);
9 }
10 return 0；
11 }
12
13 执行结果：
14 9 4 8 8 10 2 4 8 3 6
15 9 4 8 8 10 2 4 8 3 6 根据上面的程序可以很容易得到0~1之间的随机数：
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 #include <time.h>
4 int main( )
5 { int i;
6 srand( (unsigned)time( NULL ) );
7 for( i = 0; i < 10;i++ )
8 printf( "%5.2f\n", rand()/32767.0);
9 return 0；
10 }而产生1~100之间的随机数可以这样写：
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 #include <time.h>
4 int main( )
5 { int i;
6 srand( (unsigned)time( NULL ) );
7 for( i = 0; i < 10;i++ )
8 printf( "%d\n", rand()%100+1);
9 return 0;
10 }产生0--99之间的随机数：
1 #include <stdlib.h>
2 #include <stdio.h>
3 int main()
4 {
5 int i;
6 printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");
7 for(i=0; i<10; i++)
8 printf("%d\n", rand() % 100);
9 return 0;
10 } 如何产生设定范围内的随机数
由于rand产生的随机数从0到rand_max，而rand_max是一个很大的数，那么如何产生从X~Y的数呢？
从X到Y，有Y－X＋1个数，所以要产生从X到Y的数，只需要这样写：
k=rand()%(Y-X+1)+X;
这样，就可以产生你想要的任何范围内的随机数了。
下面是搜回来的：
问题1: 怎样获得一个真正的随机数？要知道，rand()是不能产生真正的随机数的!即使不能产生真正的随机数，也要大概接近呀！而rand()好象每次的随机都一样。
专家解答:
之所以rand()每次的随机数都一样是因为rand()函数使用不正确。各种编程语言返回的随机数（确切地说是伪随机数）实际上都是根据递推公式计算的一组数值，当序列足够长，这组数值近似满足均匀分布。如果计算伪随机序列的初始数值（称为种子）相同，则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。这个特性被有的软件利用于加密和解密。加密时，可以用某个种子数生成一个伪随机序列并对数据进行处理；解密时，再利用种子数生成一个伪随机序列并对加密数据进行还原。这样，对于不知道种子数的人要想解密就需要多费些事了。当然，这种完全相同的序列对于你来说是非常糟糕的。要解决这个问题，需要在每次产生随机序列前，先指定不同的种子，这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。你可以在调用rand()函数之前调用srand( (unsigned)time( NULL ) )，这样以time函数值（即当前时间）作为种子数，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。你也可以使用srand函数来人为指定种子数。Windows 9x/NT的游戏FreeCell就允许用户指定种子数，这样用户如果一次游戏没有成功，下次还可以以同样的发牌结果再玩一次。
问题2: 我按照上述方法并不能产生随机数，仅产生公差为3或4的等差数列：
#include <stdlib.h>
#include <iostream.h>
#include <conio.h>
#include <time.h>
void main()
{
for(int i=0;i<100000;i++)
{
srand( (unsigned)time( NULL ) );
cout<<rand()<<endl;
}
}
专家解答：
你的程序是有问题的，你每产生一个随机数之前，都调用一次srand，而由于计算机运行很快，所以你每次用time得到的时间都是一样的（time的时间精度较低，只有55ms）。这样相当于使用同一个种子产生随机序列，所以产生的随机数总是相同的。你应该把srand放在循环外：
srand( (unsigned)time( NULL ) );
for(int i=0;i<100000;i++)
{
／／相关语句
}
C语言中可以使用rand()函数来生成一个从0到RAND_MAX的uniform分布。基于这个函数，我们可以构造出一些特定的随机数生成器来满足我们的需求。
（一）0到1的uniform分布：
//generate a random number in the range of [0,1]
double uniform_zero_to_one(){
return (double)rand()/RAND_MAX;
}（二）任意实数区间的uniform分布：
//generate a random real number in [start,end]
double uniform_real(double start,double end){
double rate=(double)rand()/RAND_MAX;
return start+(end-start)*rate;
}（三）任意整数区间的uniform分布：
//generate a random integer number in [start,end)
int uniform_integer(int start,int end){
int base=rand();
if(base==RAND_MAX)
return uniform_integer(start,end);
int range=end-start;
int remainder=RAND_MAX%range;
int bucket=RAND_MAX/range;
if(base<RAND_MAX-remainder)
return start+base/bucket;
else
return uniform_integer(start,end);
}这个函数要特别说明一下，平常时候我们都是用rand()%n来生成0到n-1的随机数，但是按这种方法生成的分布并不是uniform的，更详细的讨论可以参见stackoverflow http://stackoverflow.com/questions/2509679/how-to-generate-a-random-number-from-within-a-range-c。另外，我这个函数也是从stackoverflow上获得，不敢据为己有，此处只为和大家分享。
另外由于RAND_MAX只有32767，因此要生成比这个数更大的随机数需要另外想办法，理论上可以直接用0到1的uniform分布直接放缩，但实际效果不好。这里给出一种移位方式的实现。
（四）32bits的随机数
//generate a random 32 bits integer number
int rand32(){
return ((rand()<<16)+(rand()<<1)+rand()%2);
}有了32bits的随机数生成方法，就可以构造32bits范围内的随机整数区间了，方法和之前16bits的情况一样。
（五）32bits范围内的随机整数区间
//generate a random 32bits integer number in [start,end)
int uniform_integer_32(int start,int end){
int base=rand32();
if(base==RAND32_MAX)
return uniform_integer_32(start,end);
int range=end-start;
int remainder=RAND32_MAX%range;
int bucket=RAND32_MAX/range;
if(base<RAND32_MAX-remainder)
return start+base/bucket;
else
return uniform_integer_32(start,end);
}这里RAND32_MAX定义为0x7fffffff。
除此之外，利用rand()函数构造任意分布的随机数也是个值得探讨的问题。
理论上可以通过(0,1)的uniform分布，加上标准采样方法（sampling）获得。但是实现还是不那么容易的。之前在CSDN上看到有人推荐Intel MKL库（Intel MKL Vector Statistical Library (VSL) is a collection of 9 random number generators and 22 probability distributions that deliver significant performance improvements in physics, chemistry, and financial analysis.）这个库包括了常见的随机数生成器，以及可以生成常见的随机数分布。
伪随机数其实是一个很值得研究的课题，这里只是抛砖引玉，欢迎讨论，欢迎提出更好的方法。
续一：在本文发布后，有人提出来boost库有关于随机数的东西，我查了一下，确实如此。这里给出boost库随机数文档的链接：http://www.boost.org/doc/libs/1_35_0/libs/random/index.html
续二：C++ 11开始标准库也自带了随机数的函数，详细请参见相关文档：http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/uniform_int_distribution
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