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rand()和srand()GetTickCount函数用法

标准库<cstdlib>(被包含于<iostream>中)提供两个帮助生成伪随机数的函数:

函数一:int rand(void);
从srand (seed)中指定的seed开始,返回一个[seed, RAND_MAX(0x7fff))间的随机整数。

函数二:void srand(unsigned seed);
参数seed是rand()的种子,用来初始化rand()的起始值。

可以认为rand()在每次被调用的时候,它会查看:
1) 如果用户在此之前调用过srand(seed),给seed指定了一个值,那么它会自动调用
srand(seed)一次来初始化它的起始值。
2) 如果用户在此之前没有调用过srand(seed),它会自动调用srand(1)一次。

根据上面的第一点我们可以得出:
1) 如果希望rand()在每次程序运行时产生的值都不一样,必须给srand(seed)中的seed一个变值,这个变值必须在每次程序运行时都不一样(比如到目前为止流逝的时间)。
2) 否则,如果给seed指定的是一个定值,那么每次程序运行时rand()产生的值都会一样,虽然这个值会是[seed, RAND_MAX(0x7fff))之间的一个随机取得的值。
3) 如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed),效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样(1也是一个定值)。

举几个例子,假设我们要取得0~6之间的随机整数(不含6本身):

例一,不指定seed:
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=rand() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}
每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

例二,指定seed为定值1:
srand(1);
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=rand() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}
每次运行都将输出:5 5 4 4 5 4 0 0 4 2
跟例子一的结果完全一样。

例三,指定seed为定值6:
srand(6);
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=rand() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}
每次运行都将输出:4 1 5 1 4 3 4 4 2 2
随机值也是在[0,6)之间,随得的值跟srand(1)不同,但是每次运行的结果都相同。

例四,指定seed为当前系统流逝了的时间(单位为秒):time_t time(0):
#include <ctime>
//…
srand((unsigned)time(0));
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=rand() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}
第一次运行时输出:0 1 5 4 5 0 2 3 4 2
第二次:3 2 3 0 3 5 5 2 2 3
总之,每次运行结果将不一样,因为每次启动程序的时刻都不同(间隔须大于1秒?见下)。

关于time_t time(0):

time_t被定义为长整型,它返回从1970年1月1日零时零分零秒到目前为止所经过的时间,单位为秒。比如假设输出:
cout<<time(0);
值约为1169174701,约等于37(年)乘365(天)乘24(小时)乘3600(秒)(月日没算)。

另外,关于ran_num = rand() % 6,

将rand()的返回值与6求模是必须的,这样才能确保目的随机数落在[0,6)之间,否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。
一个通用的公式是:
要取得[a,b)之间的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a (结果值将含a不含b)。
在a为0的情况下,简写为rand() % b。

最后,关于伪随机浮点数:

用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0~1之间的浮点数(注意,不同于整型时候的公式,是除以,不是求模),举例:
double ran_numf=0.0;
srand((unsigned)time(0));
for(int i=0;i<10;i++){
ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);
cout<<ran_numf<<" ";
}
运行结果为:0.716636,0.457725,…等10个0~1之间的浮点数,每次结果都不同。

如果想取更大范围的随机浮点数,比如1~10,可以将
rand() /(double)(RAND_MAX) 改为 rand() /(double)(RAND_MAX/10)
运行结果为:7.19362,6.45775,…等10个1~10之间的浮点数,每次结果都不同。
至于100,1000的情况,如此类推。

GetTickCount函数

  函数功能:GetTickCount返回(retrieve)从操作系统启动到现在所经过(elapsed)的毫秒数,它的返回值是DWORD。

  函数原型:

  DWORD GetTickCount(void);

      随机数的产生需要有一个随机的种子,因为用计算机产生的随机数是通过递推的方法得来的,必须有一个初始值,也就是通常所说的随机种子,如果不对随机种子进行初始化,那么计算机有一个确省的随机种子,这样每次递推的结果就完全相同了,因此需要在每次程序运行时对随机种子进行初始化,在vc中的方法是调用srand(int)这个函数,其参数就是随机种子,但是如果给一个常量,则得到的随机序列就完全相同了,因此可以使用系统的时间来作为随机种子,因为系统时间可以保证它的随机性。
   调用方法是srand(GetTickCount()),但是又不能在每次调用rand()的时候都用srand(GetTickCount())来初始化,因为现在计算机运行时间比较快,当连续调用rand()时,系统的时间还没有更新,所以得到的随机种子在一段时间内是完全相同的,因此一般只在进行一次大批随机数产生之前进行一次随机种子的初始化

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评论 1

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  1. #1

    很不错。。。

    小星DDJ7年前 (2011-09-28)回复

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