C 语言中的随机数生成函数78

在 C 语言中，提供了多种函数来生成随机数，这些函数可以用于各种应用程序，例如游戏、模拟和数据分析。本文将探讨 C 语言中常用的随机数生成函数，并提供使用它们的代码示例。

1. rand() 函数

rand() 函数是生成伪随机数的最基本函数。它返回一个介于 0 和 RAND_MAX（通常为 2^31-1）之间的整数。rand() 函数使用线性同余生成器算法，该算法容易受到预测，因此不适合需要强随机性的应用程序。以下代码示例演示了如何使用 rand() 函数：```c
#include
int main() {
int random_number;
// 生成随机数
random_number = rand();
// 打印随机数
printf("随机数：%d", random_number);
return 0;
}
```

2. srand() 函数

srand() 函数用于设置伪随机数生成器的种子。它接受一个整数参数，该参数用作生成器算法的起点。不同的种子值将生成不同的随机数序列。以下代码示例演示了如何使用 srand() 函数设置种子：```c
#include
#include
int main() {
// 使用时间作为种子
srand(time(NULL));
return 0;
}
```

3. rand_r() 函数

rand_r() 函数是 rand() 函数的重入版本，它在多线程环境中是线程安全的。rand_r() 函数接受两个参数：一个指向随机数发生器状态的指针和一个指向存储随机数的指针。以下代码示例演示了如何使用 rand_r() 函数：```c
#include
int main() {
int random_number;
unsigned int seed;
// 初始化发生器状态
seed = time(NULL);
// 生成随机数
rand_r(&seed, &random_number);
// 打印随机数
printf("随机数：%d", random_number);
return 0;
}
```

4. drand48() 函数

drand48() 函数生成一个介于 0.0 和 1.0 之间的双精度浮点数。它使用不同的算法，比 rand() 函数更难预测。以下代码示例演示了如何使用 drand48() 函数：```c
#include
int main() {
double random_number;
// 生成随机数
random_number = drand48();
// 打印随机数
printf("随机数：%f", random_number);
return 0;
}
```

5. lrand48() 函数

lrand48() 函数是 drand48() 函数的长整数版本，它返回一个介于 0 和 LONG_MAX（通常为 2^31-1）之间的长整数。以下代码示例演示了如何使用 lrand48() 函数：```c
#include
int main() {
long int random_number;
// 生成随机数
random_number = lrand48();
// 打印随机数
printf("随机数：%ld", random_number);
return 0;
}
```

6. mrand48() 函数

mrand48() 函数是 drand48() 函数的重入版本，它在多线程环境中是线程安全的。mrand48() 函数接受一个指向随机数发生器状态的指针和一个指向存储随机数的指针。以下代码示例演示了如何使用 mrand48() 函数：```c
#include
int main() {
double random_number;
unsigned short int seed[3];
// 初始化发生器状态
seed[0] = time(NULL);
seed[1] = 1;
seed[2] = 2;
// 生成随机数
mrand48(seed, &random_number);
// 打印随机数
printf("随机数：%f", random_number);
return 0;
}
```

7. random() 函数

random() 函数是 C99 中引入的随机数生成函数。它返回一个介于 0.0 和 1.0 之间的双精度浮点数。random() 函数使用 Mersenne Twister 算法，这是一种非常高质量的随机数生成算法。以下代码示例演示了如何使用 random() 函数：```c
#include
int main() {
double random_number;
// 生成随机数
random_number = random();
// 打印随机数
printf("随机数：%f", random_number);
return 0;
}
```

8. srandom() 函数

srandom() 函数是 random() 函数的种子设置函数。它接受一个无符号长整数参数，该参数用作生成器算法的起点。不同的种子值将生成不同的随机数序列。以下代码示例演示了如何使用 srandom() 函数设置种子：```c
#include
int main() {
// 使用时间作为种子
srandom(time(NULL));
return 0;
}
```

C 语言提供了多种随机数生成函数，以满足各种应用程序的需求。rand() 函数是最简单的函数，但它易于预测。drand48() 函数和 random() 函数生成更高质量的随机数，random() 函数在 C99 中是首选。对于需要线程安全的函数，请使用重入版本，如 rand_r() 和 mrand48()。通过正确选择和使用这些函数，您可以为您的应用程序生成可靠的随机数。

2024-11-03

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