C语言之实现随机数产生算法

时间:2022-01-29 13:10:01

随机数,也就是在不同的时刻产生不同的数值。在UNIX操作系统和window的操作系统上,我们知道有一个函数rand,它就是用来产生随机数的函数API接口,那么它的原理如何实现?

如果约定a1=f(seed),an+1=f(an),那么可以得到一个序列a1,a2,a3..an,那么要制作一个伪随机函数rand,只需要让它每调用一次就返回序列的下一个元素就行。其实就是相当于第1次调用rand返回a1,第2次返回a2,…,第n次返回an,这样每次返回的数值都不一样,也就是相当于随机数了。但是其实不是真正的随机数,真正的随机数是使用物理现象产生的:比如掷钱币、骰子、转轮、使用电子元件的噪音、核裂变等等。这样的随机数发生器叫做物理性随机数发生器,它们的缺点是技术要求比较高。

      在当前的计算机领域,许许多多的随机数算法正是基于这样的原理产生,一般情况下我们在平时使用rand函数的时候,需要种钟子,也就是种随机数种子,确保每一次产生的数值不一样。这时候我们需要一个srand()的函数,然后在一定的时间里time()函数产生不同的序列。

      一般在写的时候是这样:srand(time(NULL)) ;这样就相当于种种子。接下来我们来看一下具体的代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>
static unsigned int randseed;
/* 实现伪随机数的支持 */
unsigned int Curl_rand(void)
{
unsigned int r;
/* 返回一个无符号32位整型的伪随机数. */
r = randseed = randseed * 1103515245 + 12345;
return (r << 16) | ((r >> 16) & 0xFFFF);
}

void Curl_srand(void)
{
/* 产生随机的伪随机数序列。 */
randseed = (unsigned int) time(NULL);
Curl_rand();
Curl_rand();
Curl_rand();
}

int main(void)
{
srand();
unsigned int i ;
int j = 10;
printf("产生10个随机数:\n");
while(j != 0){
i = Curl_rand() % 100 ;
printf("i:%d\n",i);
j-- ;
}
return 0 ;
}
执行结果:

C语言之实现随机数产生算法
如果不用这样的算法,我们调用系统实现的接口是这样:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
//种种子
srand(time(NULL));
int i ;
int j ;
for(i = 0 ; i < 10 ; i ++)
{
//产生10个100以内的随机数
j = rand()%100 ;
printf("j:%d\n",j);
}
return 0 ;
}
运行结果:

C语言之实现随机数产生算法