c语言随机数函数random

随机数在计算机编程中扮演着十分重要的角色，特别是涉及到模拟、加密、游戏卡牌等应用时。C语言是一种常见的编程语言，其提供了随机数函数random()，可以在程序中生成随机数。本文将从多个角度来分析C语言随机数函数random()。

一、什么是随机数？

随机数（Random number）又称乱数，是从一定范围内任意取值的数值。随机数在计算机中的生成是一个伪随机过程，即通过特定算法生成看似随机的数字序列。随机数可以应用于排序算法、模拟统计实验、保密通信以及密码学等领域。

二、C语言中的随机数函数random()

随机数函数random()是C语言头文件stdlib.h中提供的函数，函数声明如下：

```C

int rand(void);

void srand(unsigned seed);

```

其中rand()函数返回一个伪随机数，该数介于0到RAND_MAX之间（RAND_MAX是C语言的常量，值为2147483647），调用rand()函数前需要调用srand()函数设置随机数生成器。

以下是使用random()函数生成随机数的示例：

```C

#include

#include

#include

int main()

{

int i,num;

/* 随机数种子 */

srand((unsigned) time(NULL));

/* 随机生成10个数 */

for( i = 0 ; i < 10 ; i++ )

{

num = rand();

printf("%d\n", num );

}

return 0;

}

```

需要注意的是，每次运行程序时生成的随机数序列都是不同的，因为随机数生成器的种子是以当前时间为基准的。

三、使用C语言随机数函数random()的注意事项

在使用C语言随机数函数random()时，需要注意以下几点：

1. 生成种子需要随机

如果生成种子的值是固定的，那么每次生成的随机数的序列都是一样的。因此，建议将随机数种子设置为随机数或者是时间戳。

2. 随机数生成器不是真随机

使用C语言的随机数函数生成的随机数是伪随机数，也就是说，通过算法生成的数字序列并不是真正地随机的。如果需要更高质量的随机数，需要使用硬件随机数生成器或者真正随机的外部数据源。

3. 影响程序效率

随机数的生成过程需要耗费一定的计算资源，如果在需要大量生成随机数的程序中不加限制地生成随机数，可能会影响程序效率。

四、随机数应用示例

以下是两个使用随机数的示例：

1. 掷骰子游戏

假设我们要设计一个掷骰子的游戏，每次投掷需要掷两个骰子，将它们的点数相加，点数和大于7则胜利，否则失败。可以通过随机数函数生成骰子的点数，示例代码如下：

```C

#include

#include

#include

int main()

{

int i, sum;

int dice1, dice2;

/* 随机数种子 */

srand((unsigned) time(NULL));

/* 重复掷骰子直到点数和大于7 */

do

{

dice1 = rand() % 6 + 1;

dice2 = rand() % 6 + 1;

sum = dice1 + dice2;

printf("Roll: %d + %d = %d\n", dice1, dice2, sum);

} while (sum <= 7);

printf("You win!\n");

return 0;

}

```

2. 洗牌算法

在编写程序时，经常需要对一组数据随机排序，可以使用洗牌算法来实现。洗牌算法有多种实现方式，以下是一种基于C语言随机数函数random()的实现代码：

```C

#include

#include

#include

#define LENGTH 10

void shuffle(int * arr, int len)

{

int i, j, tmp;

srand((unsigned) time(NULL));

for (i = len - 1; i > 0; i--)

{

j = rand() % (i + 1);

tmp = arr[j];

arr[j] = arr[i];

arr[i] = tmp;

}

}

int main()

{

int i, arr[LENGTH];

/* 初始化数组 */

for (i = 0; i < LENGTH; i++)

{

arr[i] = i + 1;

}

/* 洗牌 */

shuffle(arr, LENGTH);

/* 打印结果 */

printf("Shuffled array:");

for (i = 0; i < LENGTH; i++)

{

printf(" %d", arr[i]);

}

printf("\n");

return 0;

}

```