C++产生随机数

2023-05-16

随机数

计算机的随机数都是由伪随机数,即是由小M多项式序列生成的,其中产生每个小序列都有一个初始值,即随机种子。(注意: 小M多项式序列的周期是65535,即每次利用一个随机种子生成的随机数的周期是65535,当你取得65535个随机数后它们又重复出现了。)

我们知道rand()函数可以用来产生随机数,但是这不是真正意义上的随机数,是一个伪随机数,是根据一个数(我们可以称它为种子)为基准以某个递推公式推算出来的一系列数,当这系列数很大的时候,就符合正态公布,从而相当于产生了随机数,但这不是真正的随机数,当计算机正常开机后,这个种子的值是定了的,除非你破坏了系统。

1.rand()

功能:随机数发生器

用法:int rand(void)

所在头文件: stdlib.h

rand()的内部实现是用线性同余法做的,它不是真的随机数,因其周期特别长,故在一定的范围里可看成是随机的。

rand()返回一随机数值的范围在0至RAND_MAX 间。RAND_MAX的范围最少是在32767之间(int)。用unsigned int 双字节是65535,四字节是4294967295的整数范围。0~RAND_MAX每个数字被选中的机率是相同的。

用户未设定随机数种子时,系统默认的随机数种子为1。

rand()产生的是伪随机数字,每次执行时是相同的;若要不同,用函数srand()初始化它。

2.srand()

功能:初始化随机数发生器

用法: void srand(unsigned int seed)

所在头文件: stdlib.h

srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。参数seed必须是个整数,如果每次seed都设相同值,rand()所产生的随机数值每次就会一样。

3.使用当前时钟作为随机数种子

rand()产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的。若要不同,用函数srand()初始化它。可以利用srand((unsigned int)(time(NULL))的方法,产生不同的随机数种子,因为每一次运行程序的时间是不同的。

4.产生随机数的用法

1) 给srand()提供一个种子,它是一个unsigned int类型;
2) 调用rand(),它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到RAND_MAX之间);
3) 根据需要多次调用rand(),从而不间断地得到新的随机数;
4) 无论什么时候,都可以给srand()提供一个新的种子,从而进一步“随机化”rand()的输出结果。

0~RAND_MAX之间的随机数程序


#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> 
using namespace std; 
int main()
{ 
srand((unsigned)time(NULL)); 
for(int i = 0; i < 10;i++ ) 
        cout << rand() << '\t'; 
cout << endl; 
return 0;
}  

5.产生一定范围随机数的通用表示公式

要取得[a,b)的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a;
要取得[a,b]的随机整数,使用(rand() % (b-a+1))+ a;
要取得(a,b]的随机整数,使用(rand() % (b-a))+ a + 1;
通用公式:a + rand() % n;其中的a是起始值,n是整数的范围。
要取得a到b之间的随机整数,另一种表示:a + (int)b * rand() / (RAND_MAX + 1)。
要取得0~1之间的浮点数,可以使用rand() / double(RAND_MAX)。

 

 

不重复随机数

1. 方法一

最初的思想是每生成一个随机数,便于前面的所有随机数进行比较,如果有重复,则舍去不要,重新选取。但该方法十分费时,并且在数据量巨大的并且有一定限制的时候,会引发巨大问题。例如要生成10000个随机数,范围是0-9999,且不能重复,那么最后几个随机数有可能需要相当长的时间才能筛选出来。

下面我们从另外一个角度来思考,假设我们已经由一个数组长度为10000的数组,里面分别存储了数据0-9999,我现在的做法是想办法让10000个数进行随机排列,便得到了这样一个随机数列,如果我只要其中的100个数,那么从前面取出100个就好。这里利用algorithm.h里面的一个函数,来进行简单处理。


template<class RandomAccessIterator>  
    void random_shuffle(
      RandomAccessIterator _First, 
      RandomAccessIterator _Last
);  

这个函数操作的对象是容器的迭代器,即我们需要将存储数据从数组变为容器就好了,下面代码实现一下:


#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

void randperm(int Num)
{
    vector<int> temp;
    for (int i = 0; i < Num; ++i)
    {
        temp.push_back(i + 1);
    }

    random_shuffle(temp.begin(), temp.end());

    for (int i = 0; i < temp.size(); i++)
    {
        cout << temp[i] << " ";
    }
}

cout << endl;  

2. 方法二

按顺序产生这些数,但随机产生它们的位置。例如下面产生100个100以内不重复随机数的代码:


int a[100];
for(i=0; i<=99; ++i) a[i]=i;
for(i=99; i>=1; --i) swap(a[i], a[rand()%i]);  

上面这段代码只需要遍历一次就可以产生这100个不重复的随机数,它是如何做到的呢?首先第二行按顺序用0到99填满整个数组;第三行,是随机产生从0到m-2个数组下标,把这个下标的元素值跟m-1下标的元

素值交换,一直进行到下标为1的元素。因此它只需要遍历一次就能产生全部的随机数。

再看下面的代码,原理跟上面例子相似,但效率比上面的差点,但仍不失为一个好方法:


int a[100]={0};
int i, m;
for(i=1; i<=99; ++i)
{
        while(a[m=rand()%100]);
        a[m] = i;
}  

这段代码也是随机产生位置,但它预先把整个数组初始化为0,然后随机产生其中一个位置,如果该元素值为0,表示这个位置还没有被使用过,就把i赋予它;否则,就重新随机产生另一个位置,直到整个数组

被填满。这个方法,越到后面,遇到已使用过的元素的可能性越高,重复次数就越多,这是不及第一个方法的地方,但总的来说,效率还是不错的。

 

References:

[1]. 如何高效产生m个n范围内的不重复随机数

[2]. C/C++中产生随机数(rand,srand用法)

[3]. C++中随机数和不重复的随机数

转载于:https://www.cnblogs.com/VVingerfly/p/5990714.html

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

C++产生随机数 的相关文章

随机推荐

  • mongodb 地理位置搜寻

    LBS xff0c 存储每个地点的经纬度坐标 xff0c 搜寻附近的地点 xff0c 建立地理位置索引可提高查询效率 mongodb地理位置索引 xff0c 2d 和2dsphere xff0c 对应平面和球面 1 创建lbs集合存放地点坐
  • php 版本处理类

    php 版本处理类 例如记录app版本 xff0c 或某些版本数据 xff0c 如果使用1 0 0这种版本格式记录入库 xff0c 在需要筛选查询时会比较麻烦 而把版本字符串转为数字保存 xff0c 可以方便版本间的比较和筛选 例如 xff
  • PDO 查询mysql返回字段整型变为String型解决方法

    PDO 查询mysql返回字段整型变为String型解决方法 使用PDO查询mysql数据库时 xff0c 执行prepare execute后 xff0c 返回的字段数据全都变为字符型 例如id在数据库中是Int的 xff0c 查询后返回
  • nginx access.log 忽略favicon.ico访问记录的方法

    favicon ico 文件是浏览器收藏网址时显示的图标 xff0c 当第一次访问页面时 xff0c 浏览器会自动发起请求获取页面的favicon ico文件 当 favicon ico文件不存在时 xff0c 服务器会记录404日志 12
  • php根据地理坐标获取国家、省份、城市,及周边数据类

    功能 xff1a 当App获取到用户的地理坐标时 xff0c 可以根据坐标知道用户当前在那个国家 省份 城市 xff0c 及周边有什么数据 原理 xff1a 基于百度Geocoding API 实现 xff0c 需要先注册百度开发者 xff
  • Mac查看本机IP地址方法

    Mac查看本机IP地址方法 1 使用command 43 shift 43 u 打开实用工具 2 选择 终端 打开 3 输入 ifconfig grep inet grep v 127 0 0 1 显示 inet 开头的那行就是本机的IP地
  • 使用ssh-keygen生成私钥和公钥

    1 使用ssh keygen生成私钥和公钥 命令如下 xff1a ssh span class hljs attribute keygen span span class hljs attribute t span rsa 例子 xff1a
  • 代码简短且隐蔽的后门木马

    本文将介绍一个代码很简短 xff0c 而且很隐蔽的后门木马 xff0c 以便让大家在检测程序时可以避免被挂木马 文件内容如下 xff1a lt php 64 span class hljs variable span 61 span cla
  • H264视频编码原理基础分析

    引言 本文章旨在记录本人学习有关音视频时对H264码流视频编解码原理部分的内容 xff0c 如有不对请留言指出 1 音视频封装格式 我们一般下载或者播放的视频文件常见都是以 xxx mp4 xxx flv xxx mkv等标识结尾 xff0
  • mysql导出查询结果到csv方法

    要将mysql的查询结果导出为csv xff0c 一般会使用php连接mysql执行查询 xff0c 将返回的查询结果使用php生成csv格式再导出 但这样比较麻烦 xff0c 需要服务器安装php才可以实现 直接使用mysql导出csv方
  • MySQL实用工具汇总

    本文收录了mysql相关的实用工具 工具包括 xff1a 性能测试 xff0c 状态分析 xff0c SQL路由 xff0c 及运维开发相关的所有工具 xff0c 并会持续更新 1 工具套件集 percona toolkit oak too
  • php 判断memcache key/value是否存在方法

    1 memcache简介 memcache是一套分布式高速缓存软件 xff0c 用于数据缓存及分布式网站session存储等 使用key 61 gt value方式存储 xff0c 支持数据压缩存储处理及数据过期处理 value只支持str
  • mysql 使用inet_aton和inet_ntoa处理ip地址数据

    本文将介绍如何在数据库中使用合适格式保存ip地址数据 xff0c 并能方便的对ip地址进行比较的方法 1 保存ip地址到数据库 数据库中保存ip地址 xff0c 字段一般会定义为 xff1a span class hljs escape 9
  • git commit 提交注释规范

    本文将介绍使用git commit时的注释规范 xff0c 提高commit内容的可读性及理解 规范说明 xff1a 1 用一空行分隔标题与正文 2 标题使用大写字母 3 标题不超过50个字符 4 标题使用祈使语气 5 标题不要使用句号结尾
  • html5实现摇一摇功能

    原理 xff1a 使用DeviceMotion实现 xff0c 关于DeviceMotion介绍可以查看 https developer mozilla org en US docs Web Reference Events devicem
  • MySql查看与修改auto_increment方法

    本文将介绍如何查看表的auto increment及其修改方法 查看表当前auto increment 表的基本数据是存放在mysql的information schema库的tables表中 xff0c 我们可以使用sql查出 span
  • js遍历获取表格内数据方法

    本文将介绍如何使用js获取表格内某一单元格的内容 xff0c 表格由table tr td等html标记组成 table表示表格 xff0c tr表示行 xff0c td表示行中列 1 一般的表格结构如下 span class hljs t
  • JS生成二维码(兼容各种浏览器及中文)

    本文将介绍如何使用JS生成二维码 xff0c 兼容各种浏览器及手机端 xff0c 支持中文 代码如下 xff1a span class hljs doctype lt DOCTYPE html gt span span class hljs
  • mysql 严格模式 Strict Mode说明

    1 开启与关闭Strict Mode方法 找到mysql安装目录下的my cnf xff08 windows系统则是my ini 文件 在sql mode中加入STRICT TRANS TABLES则表示开启严格模式 xff0c 如没有加入
  • C++产生随机数

    随机数 计算机的随机数都是由伪随机数 xff0c 即是由小M多项式序列生成的 xff0c 其中产生每个小序列都有一个初始值 xff0c 即随机种子 xff08 注意 xff1a 小M多项式序列的周期是65535 xff0c 即每次利用一个随