C語言是一種廣泛使用的編程語言，它提供了一些函數(shù)和頭文件來生成和處理隨機(jī)數(shù)。在本文中，我們將介紹C語言中隨機(jī)數(shù)的概念、用法和注意事項(xiàng)。
隨機(jī)數(shù)的概念
隨機(jī)數(shù)是指在一個給定范圍內(nèi)，每個數(shù)出現(xiàn)的概率相等的數(shù)。例如，如果我們要生成0到9之間的隨機(jī)數(shù)，那么每個數(shù)字出現(xiàn)的概率都是1/10。
在C語言中，我們一般使用<stdlib.h>頭文件中的rand()函數(shù)來生成隨機(jī)數(shù)，它的用法為：
int rand(void);void表示不需要傳遞參數(shù)。rand()會隨機(jī)生成一個位于0到RAND_MAX之間的整數(shù)。RAND_MAX是<stdlib.h>頭文件中的一個宏，它用來指明rand()所能返回的隨機(jī)數(shù)的最大值。C語言標(biāo)準(zhǔn)并沒有規(guī)定RAND_MAX的具體數(shù)值，只是規(guī)定它的值至少為32767。在實(shí)際編程中，我們也不需要知道RAND_MAX的具體值，把它當(dāng)做一個很大的數(shù)來對待即可。
C語言中還有一個random()函數(shù)可以獲取隨機(jī)數(shù)，但是random()不是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，不能在VC/VS等編譯器通過，所以比較少用。
隨機(jī)數(shù)的用法
在實(shí)際編程中，我們經(jīng)常需要生成一定范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，例如，貪吃蛇游戲中在隨機(jī)的位置出現(xiàn)食物，撲克牌游戲中隨機(jī)發(fā)牌。那么，如何產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)呢？
我們可以利用取模的方法：
int a = rand() % 10; //產(chǎn)生0~9的隨機(jī)數(shù)，注意10會被整除如果要規(guī)定上下限：
int a = rand() % 51 + 13; //產(chǎn)生13~63的隨機(jī)數(shù)分析：取模即取余，rand()%51+13我們可以看成兩部分：rand()%51是產(chǎn)生0~50的隨機(jī)數(shù)，后面+13保證a最小只能是13，最大就是50+13=63。
下面是一個生成13~63范圍內(nèi)隨機(jī)數(shù)并打印出來的代碼示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
int a;
a = rand() % 51 + 13;
printf("%dn", a);
return 0;
}運(yùn)行結(jié)果舉例：
37注意事項(xiàng)
在使用rand()函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)時，有一些注意事項(xiàng)需要了解。
首先，rand()函數(shù)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是偽隨機(jī)數(shù)，是根據(jù)一個數(shù)值按照某個公式推算出來的，這個數(shù)值我們稱之為“種子”。種子和隨機(jī)數(shù)之間的關(guān)系是一種正態(tài)分布。
種子在每次啟動計(jì)算機(jī)時是隨機(jī)的，但是一旦計(jì)算機(jī)啟動以后它就不再變化了；也就是說，每次啟動計(jì)算機(jī)以后，種子就是定值了，所以根據(jù)公式推算出來的結(jié)果（也就是生成的隨機(jī)數(shù)）就是固定的。
如果我們不進(jìn)行任何操作，那么每次運(yùn)行程序都會得到相同的隨機(jī)數(shù)。這顯然不符合我們的需求。那么，如何讓種子變化呢？
其次，我們可以通過srand()函數(shù)來重新“播種”，這樣種子就會發(fā)生改變。srand()函數(shù)用于給rand()函數(shù)設(shè)定種子。srand()的用法為：
void srand(unsigned int seed);srand()函數(shù)的參數(shù)seed是一個無符號整型數(shù)，我們可以自己指定一個數(shù)值，也可以用系統(tǒng)時間來作為種子。一般來說，使用系統(tǒng)時間作為種子比較常見，因?yàn)橄到y(tǒng)時間是不斷變化的，這樣就能保證每次運(yùn)行程序時都能得到不同的隨機(jī)數(shù)。
要使用系統(tǒng)時間作為種子，我們需要引入<time.h>頭文件，并使用time()函數(shù)來獲取當(dāng)前的系統(tǒng)時間。time()函數(shù)的用法為：
time_t time(time_t *timer);time_t是一個長整型數(shù)，用于表示從1970年1月1日0時0分0秒到現(xiàn)在的秒數(shù)。如果timer不為空指針，則把當(dāng)前時間賦值給它所指向的變量。如果timer為空指針，則只返回當(dāng)前時間。
下面是一個使用系統(tǒng)時間作為種子并生成13~63范圍內(nèi)隨機(jī)數(shù)并打印出來的代碼示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(){
int a;
srand(time(NULL)); //使用系統(tǒng)時間作為種子
a = rand() % 51 + 13;
printf("%dn", a);
return 0;
}運(yùn)行結(jié)果舉例：
52最后，我們需要注意rand()函數(shù)生成的隨機(jī)數(shù)并不是真正的隨機(jī)數(shù)，而是偽隨機(jī)數(shù)。這意味著它們是有規(guī)律的，只是規(guī)律很復(fù)雜而已。如果我們知道了種子和公式，就可以預(yù)測出下一個隨機(jī)數(shù)。因此，在一些對安全性要求高的場合，例如密碼學(xué)、加密通信等，不能使用rand()函數(shù)來生成隨機(jī)數(shù)，而要使用一些更加復(fù)雜和安全的算法。
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