C语言梅森旋转算法怎么指定随机数范围

在C语言中，可以使用标准库中的rand()函数生成随机数。如果需要指定随机数的范围为 [a,b]，可以使用如下代码：

#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int mersenne_twister(int a, int b) {
    srand(time(NULL)); // 使用系统时间初始化随机数种子
    return (int)(rand() / (RAND_MAX + 1.0) * (b - a + 1) + a);
}

其中，a和b分别是随机数的下限和上限。srand()函数用于初始化随机数种子，以保证每次运行程序生成的随机数序列是不同的。rand()函数用于生成一个 [0,RAND_MAX] 范围内的随机整数，通过将其乘以 (b-a+1)，再加上 a，即可得到 [a,b] 范围内的随机整数。注意，需要将rand()函数返回的整数除以 (RAND_MAX+1.0)，以保证生成的随机数落在 [0,1] 范围内。

相关问题

用C语言写一个生成梅森旋转随机数

梅森旋转算法是一种常见的伪随机数生成算法，其原理是通过一系列位运算和循环移位操作来生成随机数。下面是一个用C语言实现的梅森旋转随机数生成器：

#include <stdint.h>

#define N 624
#define M 397
#define MATRIX_A 0x9908b0dfUL
#define UPPER_MASK 0x80000000UL
#define LOWER_MASK 0x7fffffffUL

static uint32_t mt[N];
static int mti = N + 1;

void init_genrand(uint32_t seed)
{
    mt[0] = seed;
    for (mti = 1; mti < N; mti++) {
        mt[mti] = 1812433253UL * (mt[mti-1] ^ (mt[mti-1] >> 30)) + mti;
    }
}

void generate_numbers()
{
    int i;
    uint32_t y;
    static uint32_t mag01[2] = {0x0UL, MATRIX_A};

    for (i = 0; i < N; i++) {
        y = (mt[i] & UPPER_MASK) | (mt[(i+1) % N] & LOWER_MASK);
        mt[i] = mt[(i+M) % N] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
    }
    mti = 0;
}

uint32_t extract_number()
{
    if (mti >= N) {
        generate_numbers();
    }

    uint32_t y = mt[mti++];
    y ^= (y >> 11);
    y ^= (y << 7) & 0x9d2c5680UL;
    y ^= (y << 15) & 0xefc60000UL;
    y ^= (y >> 18);

    return y;
}

这个实现中，我们使用了一个624个元素的数组 `mt` 来存储当前的状态，用 `mti` 来记录当前状态的位置。在 `init_genrand` 函数中，我们初始化了这个数组，以 `seed` 为种子生成初始状态。然后，在 `generate_numbers` 函数中，我们使用了梅森旋转算法来更新状态数组。最后，在 `extract_number` 函数中，我们根据当前状态生成一个随机数，并更新状态位置。

要使用这个随机数生成器，可以按照以下方式调用：

init_genrand(12345);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    uint32_t rand_num = extract_number();
    printf("%u\n", rand_num);
}

这个例子中，我们以 `12345` 为种子初始化了随机数生成器，并生成了10个随机数。

c语言随机数生成不调用库

在C语言中，如果不使用预定义的随机数库函数（如stdlib.h的rand()函数），你可能需要实现自己的伪随机数生成器。这通常通过某种算法（例如线性同余法、梅森旋转算法等）完成。以下是简单的基于乘积和加回（Multiplicative Congruential Method，MCG）的一个自定义随机数生成器的例子：

#include <stdint.h>

// 定义常量
#define A 65539 // 积分因子
#define M 0x7fffffff // 系统最大无符号32位整数

// 初始化种子
uint32_t seed;

// 自定义随机数生成
uint32_t custom_rand() {
    if (seed == 0) {
        seed = time(NULL); // 或其他外部输入源
    }
    seed = (A * seed) % M; // 更新种子
    return seed;
}

这里，我们用当前时间作为初始种子（实际项目中应避免每次都使用当前时间，因为这会导致序列模式）。每次调用custom_rand()时，都会根据公式更新种子并返回下一个伪随机数。