C语言连续生成不同的随机数方法实例加程序

在C语言中，rand()函数用于生成随机数，但其生成的序列是可预测的，因为默认情况下rand()函数使用的是固定的种子。为了使生成的随机数序列在每次运行程序时不同，必须使用srand()函数来初始化随机数生成器的种子。通常，我们会使用当前时间作为种子，这样可以保证每次运行程序时生成不同的随机数序列。

1.避免在同一时间内多次初始化种子

一个常见的错误是，在短时间内多次调用srand(time(0))进行种子初始化。由于time(0)返回的是当前时间的秒数，如果在同一秒内多次调用srand(time(0))，就会导致多次初始化使用相同的种子，从而生成相同的随机数序列。为了避免这个问题，我们应该在程序开始时只调用一次srand()进行种子初始化。

实例1 生成连续随机数

程序

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


int main()
{
  int num = 0;
  time_t now_time;
  now_time = time(NULL);/*获取当前时间的秒数*/
  srand((unsigned) now_time);/*根据时间生成种子*/
  /*生成0-520之前的随机数*/
  /*设范围区间为（max，min）,那么只需 rand%(max-min+1)+min 即可*/
  num = rand()%(520-0+1)+0;/*注意521会被整除*/
  
  printf("生成0-520之前的随机数:%d\n",num);
  
  /*连续生成随机数*/
  int i;
  for(i = 0;i < 10; i++)
  {
    srand((unsigned) now_time);/*根据时间生成种子*/
    num = rand();
    printf("%d ",num);
  }
  /*for 循环运行速度非常快，在一秒之内就运行完成了，而 time() 函数得到的时间只能精确到秒，所以每
次循环得到的时间都是一样的，这样一来，种子也就是一样的，随机数也就一样了。*/
  getchar();
  return 0;
}

运行结果

实例2 只初始化一次srand函数

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


int main()
{
  int num = 0;
  time_t now_time;
  now_time = time(NULL);/*获取当前时间的秒数*/
  srand((unsigned) now_time);/*根据时间生成种子*/


  /*连续生成随机数*/
  int i;
  for(i = 0;i < 10; i++)
  {
    num = rand();
    printf("%d ",num);
  }
  getchar();
  return 0;
}

运行结果

2.以随机数加时间做种

程序

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


int main()
{
  int num = 0;
  time_t now_time;
  now_time = time(NULL);/*获取当前时间的秒数*/
  


  /*连续生成随机数*/
  int i;
  for(i = 0;i < 10; i++)
  {
    srand((unsigned) now_time + (unsigned)rand());/*根据时间和随机数生成种子*/
    num = rand();
    printf("%d ",num);
  }
  getchar();
  return 0;
}

运行结果

3.网上的其他方法

程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
  //准备
  int a, b, c, d;
  int rand_var;
  int *number;
  char *used;
  clock_t c_t;
  srand(1);
  printf("请输入生成随机数的范围（a~b):");
  scanf_s("%d~%d", &a, &b);
  if (a > b)
    return 0;
  number = (int*)malloc(sizeof(int)*(b - a + 1));


  /*
  方法1:
  先初始化number数组，每个元素的值都为一个不在范围内的数(此处a-1必然是不在范围内的数)
  抽取随机数，如果number[随机数]是a-1，则录入一次c的值，并++c，否则c不变，重新抽取随机数
  */
  c_t = clock();
  for (c = a; c <= b; ++c)
    number[c - a] = a - 1;
  for (c = a; c <= b; ++c) {
    rand_var = rand() % (b - a+1);
    if (number[rand_var] == a - 1)
      number[rand_var] = c;
    else
      --c;
  }
  c_t = clock() - c_t;
  printf("第一种生成方法花费时间:%dms\n", c_t);
  printf("第一种方法:");
  for (c = a; c <= b; ++c)
    printf("%d ", number[c - a]);
  printf("\n");


  /*
  方法2:
  抽取随机数，并且与之前抽取过的数进行遍历比较，若不同则录入，否则重新抽取
  */
  c_t = clock();
  for (c = a; c <= b; ++c) {
    rand_var = rand() % (b - a + 1) + a;
    for (d = a; d < c; ++d)
      if (number[d - a] == rand_var)
        break;
    if (d == c)
      number[c - a] = rand_var;
    else
      --c;
  }
  c_t = clock() - c_t;
  printf("第二种生成方法花费时间:%dms\n", c_t);
  printf("第二种方法:");
  for (c = a; c <= b; ++c)
    printf("%d ", number[c - a]);
  printf("\n");


  /*
  方法3:
  准备一个额外的used数组，并初始化0
  抽取随机数，如果used[随机数]为0，则录入该随机数进number，否则重新抽取随机数
  */
  c_t = clock();
  used = (char*)malloc(sizeof(char)*(b - a + 1));
  for (c = a; c <= b; ++c)
    used[c - a] = 0;
  for (c = a; c <= b; ++c) {
    rand_var = rand() % (b - a + 1);
    if (used[rand_var])
      --c;
    else {
      used[rand_var] = 1;
      number[c - a] = rand_var + a;
    }
  }
  free(used);
  c_t = clock() - c_t;
  printf("第三种生成方法花费时间:%dms\n", c_t);
  printf("第三种方法:");
  for (c = a; c <= b; ++c)
    printf("%d ", number[c - a]);
  printf("\n");


  /*
  方法4:
  先初始化number数组，每个元素从a到b已经顺序排列完成
  抽取随机数作为下标，从而进行随机换位从而达到目的
  */
  c_t = clock();
  for (c = a; c <= b; ++c)
    number[c - a] = c;
  for (c = a; c <= b; ++c) {
    rand_var=rand() % (c - a + 1);
    if (rand_var != c - a) {
      number[c - a] ^= number[rand_var];
      number[rand_var] ^= number[c - a];
      number[c - a] ^= number[rand_var];
    }
  }
  c_t = clock() - c_t;
  printf("第四种生成方法花费时间:%dms\n", c_t);
  printf("第四种方法:");
  for (c = a; c <= b; ++c)
    printf("%d ", number[c - a]);
  printf("\n");


  free(number);
  return 0;
}

运行结果

参考内容

[1] c语言如何多次随机数 | PingCode智库，文章网址https://docs.pingcode.com/baike/1221453

[2] [C]生成指定范围内不重复元素的随机数数列的四种方法_c语言生成不重复的随机数

https://blog.csdn.net/qq_43655831/article/details/108245306

[3] 【C语言】连续生成多个随机数_c语言连续生成多个随机数-

https://blog.csdn.net/dakaidada/article/details/122431074

[4] C语言随机数生成方法——srand种子的讨论

https://blog.csdn.net/Tangramor/article/details/11808997

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作 者 | 郭志龙

编 辑 | 郭志龙
校 对 | 郭志龙