C 语言随机数生成函数揭秘254

在计算机编程中，生成随机数是一个常见需求。在 C 语言中，有几个内置函数可以帮助我们实现这一需求。

stdlib.h 中的函数

stdlib.h 头文件提供了以下随机数生成函数：
rand()：生成一个伪随机整数，范围在 0 到 RAND_MAX 之间。
srand(unsigned int seed)：使用 seed 初始化随机数序列。如果不提供 seed，则使用系统时钟作为默认 seed。
srand48(long seed)：使用 seed 初始化 48 位随机数序列。

time.h 中的函数

time.h 头文件提供以下基于时间的随机数生成函数：
time(NULL)：返回自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 以来的总秒数。
srand(time(NULL))：使用当前系统时间作为 seed 初始化随机数序列。

随机数生成器

C 语言中使用线性同余方法生成随机数。使用以下公式生成下一个随机数：

next_number = (previous_number * multiplier + increment) % modulus

其中：

previous_number 是上一个随机数。
multiplier 是一个常数乘数。
increment 是一个常数加法。
modulus 是一个常数模数。

随机数分布

C 语言中的随机数生成函数生成伪随机数，这意味着它们在一定范围内均匀分布，但并不是真正的随机数。如果您需要真正的随机数，可以使用 cryptographically secure pseudo-random number generators (CSPRNG)。

示例

以下示例演示如何使用 C 语言生成随机数：
#include
int main() {
// 种植随机数序列
srand(time(NULL));
// 生成 10 个随机数
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int random_number = rand();
printf("随机数 %d: %d", i + 1, random_number);
}
return 0;
}

最佳实践

使用 C 语言生成随机数时，请牢记以下最佳实践：
使用 seed 来初始化随机数序列，以提高可重复性。
小心处理边界条件，例如乘法溢出。
对于安全性至关重要的应用，使用 CSPRNG。

C 语言中的随机数生成函数提供了生成伪随机数的便捷方式。通过了解这些函数的原理和限制，您可以有效地将它们应用于您的程序中。

2024-10-17

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