一文带你读懂生成随机数的方式？
计算机的随机数都是由伪随机数。例如：rand() 函数可以用来产生随机数，但是这不是真正意义上的随机数，是一个伪随机数。那么我们来看看代码中有哪些方式可以生成随机数。
rand
函数声明如下：
#include <stdlib.h>
int rand(void);
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。
rand()的用法
如果你要产生0~10的10个整数，可以表达为：
int N = rand() % 11;
如果要产生1~10，则是这样：
int N = 1 + rand() % 10;
总结来说，可以表示为：
a + rand() % n
先来个例子看看：
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h> // rand
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ",rand());
}
printf("\n");
return 0;
}
编译输出：
是不是觉得很奇怪，每次运行，数值都是一样的。有些朋友会问？这怎么都是一样的呢！还玩个毛线。。。 请勿急躁。
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。
srand
rand() 产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的。若要不同, 用函数 srand() 初始化它。
函数声明如下：
#include <stdlib.h>
void srand(unsigned int seed);
可以利用 srand((unsigned int)(time(NULL)) 的方法，产生不同的随机数种子，因为每一次运行程序的时间是不同的。确保种子不一样，因此通常会选择使用时间作为种子。
再对之前的代码进行修改，利用srand给它一个种子：
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h> // rand
#include<time.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
srand(time(NULL));//设置随机种子，以当前时间为随机生成器的种子
for (i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ",rand());
}
printf("\n");
return 0;
}
编译输出：
现在好了，每次运行生成的都不一样了。但是还有一个问题，如果这种方式在多线程下使用，也是不可取的，因为rand不是可重入函数。
rand_r
函数声明：
#include <stdlib.h>
int rand_r(unsigned int *seedp);
想要在多线程中使用随机数，，可以使用rand_r，使用方式和rand是一样的，还是上面的例子：
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h> // rand
#include<time.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
unsigned int seed = time(NULL);//设置随机种子，以当前时间为随机生成器的种子
for (i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ",rand_r(&seed));
}
printf("\n");
return 0;
}
编译输出：
产生不同的随机数种子，因为每一次运行程序的时间是不同的。
思考一个问题：
在多线程中，如果多个线程同时调用，那它们的种子可能也一样？怎么解决呢！
如果想不一样，还可以将种子设置成和线程id有关。例如：
unsigned int seed = time(NULL)^pthread_self();
pthread_self需要包含头文件 #include <pthread.h>
random
rand生成的整数范围是有限的，为了生成更大范围，可以使用random。
random声明如下：
#include <stdlib.h>
long random(void);
void srandom(unsigned int seed);
random返回的类型为long，因此在一定程度上，它生成的范围要大得多。另外与rand类似，需要使用srandom函数设置种子。
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h> // rand
#include<time.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
srandom(time(NULL));//设置随机种子，以当前时间为随机生成器的种子
for (i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ",random());
}
printf("\n");
return 0;
}
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;
要取得 [a,b] 的随机整数，使用 (rand() % (b-a+1))+ a;
要取得 (a,b] 的随机整数，使用 (rand() % (b-a))+ a + 1;
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)。
来个简单举例：
要取得 [a,b) 的随机整数，使用 (rand() % (b-a))+ a;
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h> // rand
#include<time.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
int a = 2;
int b = 10;
srand(time(NULL));//设置随机种子，以当前时间为随机生成器的种子
for (i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ",( rand() % ( b - a ) )+ a);
}
printf("\n");
return 0;
}
编译输出：
总结
计算机的随机数都是由伪随机数。通过上面介绍的这些方法生成的都是伪随机数。本文所介绍的仅仅是库函数提供的随机数生成函数。如果想它的随机性很强，可能需要根据使用场景去设计具体的算法了。
欢迎关注公众号【程序猿编码】，添加本人微信号(17865354792)，回复：领取学习资料，进入技术交流群。网盘资料有如下：
