RAND_MAX 宏：有符号还是无符号？

我查阅了 C 标准（从 1999 年开始），它只说RAND_MAX应该至少为 32767，但没有说明该宏是否应扩展为有符号整数或无符号整数。单一 UNIX 规范 (link 1 http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/stdlib.h.html, link 2 http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/rand.html）和 Linux 人（link http://www.kernel.org/doc/man-pages/online/pages/man3/rand.3.html）不要增加任何清晰度。

有人会认为RAND_MAX应该是一个signed int因为那就是rand()返回。

但是，我发现一些编译器将其定义为无符号：

• 古老的 Turbo C++ 1.01：#define RAND_MAX0x7FFFU
• 不那么古老的 C++ Builder 5.5：#define RAND_MAX0x7FFFU
• 仍然存在的 Open Watcom C/C++ 1.9：#define RAND_MAX32767U
• DJGPP（gcc 3.3.4 for DOS）：#define RAND_MAX 2147483647
• MinGW（gcc 4.6.2 for Windows）：#define RAND_MAX 0x7FFF
• MS Visual Studio 2010（link http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2dfe3bzd%28v=vs.100%29.aspx): RAND_MAX 定义为值 0x7fff
• Tiny C 编译器 0.9.25：#define RAND_MAX 0x7FFF
• lcc-win32 3.8：#define RAND_MAX 0x7fff
• 佩莱斯 C 6.50：#define RAND_MAX 0x3fffffff 或 #define RAND_MAX 0x7fff
• 数字火星 C/C++ 8.52：#define RAND_MAX 32767

这使得像下面这样看似无害的代码变得不可移植，并由于签名到未签名的升级而崩溃：

cos(w * t) + (rand() - RAND_MAX / 2) * 0.1 / (RAND_MAX / 2);

rand()返回一个signed int在范围 [0,RAND_MAX].

If RAND_MAX被定义为unsigned int，值来自rand()晋升为unsigned int too.

如果是这样的话，区别就在于(rand() - RAND_MAX / 2)变为无符号整数与范围 [0,RAND_MAX-RAND_MAX/2] & [UINT_MAX+1-RAND_MAX/2,UINT_MAX-1] 而不是带符号整数与 [- 范围内的值的有符号差RAND_MAX/2,RAND_MAX-RAND_MAX/2].

无论如何，似乎RAND_MAX应该被签名，并且大多数（？）编译器都这样定义它，但是有没有任何权威来源说它应该被签名？较旧的标准？ K＆R？另一个 UNIX 规范？

是的，这看起来像是标准中的缺陷。

首先，现在可能没有人会定义rand()返回一个int。其目的显然是返回正数，并且不存在可以使用负返回的错误返回。如果今天引入这样的函数，则将其设计为使用无符号整数类型作为返回类型。我的猜测是它早于 C89 以及将无符号整数概念引入到该语言中。

然后，显然我们必须期望函数返回的最大值的定义与函数的类型具有相同的类型。在其他地方，宏被很好地定义为扩展到具有某种类型的表达式，因此在这里也是可能的。

至于你的问题，我认为最简单的便携式方法是将值首先缩放为双倍[0, 1)通过做类似的事情rand()/(RAND_MAX+1.0)并从那里导出所有的计算。无论如何你应该使用rand()仅当您的平台没有更好的伪随机生成器可用时，才将其作为最后的手段。例如，在 POSIX 系统上rand48family 是一个方便的替代品，具有明确描述的属性。