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使用中的rand()函數
使用C 11 的
常見誤區與註意事項
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c的隨機數生成

Jul 16, 2025 am 02:27 AM
c++ 隨機數生成

C 中生成隨機數主要有兩種方法。 1. 使用中的rand()函數,需配合srand()設置種子,但隨機性較差;2. 推薦使用C 11的<random>庫,通過random_device、mt19937引擎和分佈對象實現更高質量的隨機數生成。注意避免重複設置種子、避免直接取模控制範圍,並優先選擇現代庫以確保跨平台一致性與隨機質量。

Random Number Generation in C

生成隨機數在C 編程中是一個常見的需求,比如在遊戲開發、模擬程序或者測試數據生成中都會用到。 C 提供了幾種方法來實現這一點,但如果不了解背後機制,很容易寫出效果不佳甚至錯誤的代碼。

Random Number Generation in C

使用<cstdlib></cstdlib>中的rand()函數

這是最老但也最常見的方法。 rand()會返回一個介於0 和RAND_MAX (通常是32767)之間的整數。

 #include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

int main() {
    std::srand(std::time(0)); // 設置隨機種子int randomNum = std::rand(); // 生成隨機數std::cout << randomNum << std::endl;
    return 0;
}
  • srand()用於設置種子,如果每次運行都使用不同的種子(比如當前時間),那麼每次程序運行時生成的隨機序列也會不同。
  • 如果不調用srand() ,程序每次運行都會生成相同的“隨機”序列。
  • 這個方法的問題在於均勻性和可預測性,不適合對質量要求高的場景。

使用C 11 的<random>

如果你用的是C 11 或更高版本,推薦使用更現代的<random>庫,它提供了更多控制和更好的隨機性質量。

Random Number Generation in C
 #include <iostream>
#include <random>

int main() {
    std::random_device rd; // 硬件熵源,用於生成種子std::mt19937 gen(rd()); // 使用梅森旋轉算法的引擎std::uniform_int_distribution<> distrib(1, 100); // 範圍[1, 100]

    int randomNum = distrib(gen);
    std::cout << randomNum << std::endl;

    return 0;
}
  • std::random_device是一個非確定性隨機數生成器,通常用於初始化其他引擎。
  • std::mt19937是一個常用的偽隨機數生成器,週期長且速度快。
  • 分佈對像如uniform_int_distribution可以控制生成數字的範圍和分佈類型(例如正態分佈、泊松分佈等)。

常見誤區與註意事項

  • 不要重複設置種子:比如在一個循環裡反複調用srand(time(0)) ,這會導致生成的數列反而變得“更不隨機”。
  • 避免直接取模控制範圍:像rand() % 100這樣的寫法會導致分佈不均,尤其是當範圍不是RAND_MAX 1 的因數時。
  • C 11 的<random>更可靠:雖然代碼稍微複雜一點,但它能提供更好的隨機性和靈活性,適合大多數應用場景。
  • 跨平台行為可能不同:特別是rand()的實現,在不同編譯器之間可能表現不一致。

基本上就這些。隨機數生成看似簡單,但要真正用好還是需要注意細節。

以上是c的隨機數生成的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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