C/C++生成伪随机数的方法与示例

本文将介绍如何在C/C++中生成随机数，包括基本的伪随机数生成以及如何根据特定概率分布生成随机数。 在C/C++编程中，生成随机数通常用于模拟、测试或者游戏等场景。C++标准库提供了一个名为`<cstdlib>`（C语言版本是`<stdlib.h>`）的头文件，其中包含了一些生成随机数的函数。在给定的代码示例中，主要使用了`rand()`函数来生成伪随机整数，并通过`srand()`函数设置随机数种子以确保每次运行程序时可以得到不同的结果。 `srand(unsigned(time(0)))`这一行代码的作用是设置随机数生成器的种子。`time(0)`返回当前时间的秒数，将其转换为无符号整型并传递给`srand()`，可以确保每次运行程序时都使用不同的种子，从而避免重复的随机数序列。如果未设置种子，`rand()`函数默认使用一个固定的种子，导致每次运行程序时都会得到相同的随机数序列。 `rand()`函数返回的是一个介于0（包含）到`RAND_MAX`（不包含）之间的伪随机整数。`RAND_MAX`是`<cstdlib>`头文件中定义的一个常量，表示`rand()`能产生的最大值。在上面的代码中，我们用`random(0,10)`函数来生成0到9之间的随机整数。这个`random()`函数接收两个参数，分别代表随机数的范围上限和下限，然后利用`rand()`生成的整数进行线性映射，确保结果落在指定范围内。 为了生成更复杂的随机数分布，如均匀分布、正态分布等，可以使用更高级的方法。例如，生成一定概率分布的随机数，可以使用switch-case语句，就像给定代码的第二部分所示。这段代码统计了0到9之间数字出现的次数，并且在10000000次迭代中，用`random(0,10)`来决定每个数字出现的概率。这有助于理解随机数的生成和概率的关系。 C/C++中的随机数生成主要包括以下几个关键点： 1. 使用`srand(unsigned(time(0)))`初始化随机数种子。 2. `rand()`函数生成0到`RAND_MAX`之间的伪随机整数。 3. 通过线性映射或比例缩放将`rand()`的输出转换到所需范围内。 4. 可以通过switch-case结构或其他方式来控制特定概率分布的随机数生成。 在实际应用中，可能还需要考虑到性能和随机性的质量。对于高质量的随机数，可以考虑使用更先进的随机数生成库，如C++11引入的`<random>`库，它提供了多种随机数生成器和分布，能够满足各种复杂需求。