C 语言随机函数

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

在本主题中，我们将学习随机函数以及如何在 C 编程语言中生成随机数。正如我们所知，随机函数用于查找两个定义数字之间的随机数。在 C 编程语言中，随机函数有两个内置函数：rand() 和 srand() 函数。让我们在 C 语言中理解这些函数。

rand() 函数

在C 编程语言中，rand() 函数是一个库函数，它在 [0, RAND_MAX] 范围内生成随机数。当我们在程序中使用 rand() 函数时，需要实现 stdlib.h 头文件，因为 rand() 函数定义在 stdlib 头文件中。它不包含任何种子数。因此，当我们一次又一次地执行同一个程序时，它会返回相同的值。

注意：如果未使用 srand() 函数调用而仅使用 rand() 函数生成随机数，则每次执行程序时都会返回相同的数字序列。

语法

rand() 函数返回范围从 0 到 RAND_MAX 的随机整数。RAND_MAX 是 stdlib.h 头文件中定义的符号常量，其值取决于 C 库，但小于 32767。

使用 rand() 函数生成随机数

让我们编写一个程序来使用 rand() 函数获取随机数。

num.c

#include <stdio.h>	
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{	
	// use rand() function to generate the number
	printf (" The random number is: %d", rand());
	printf ("\n The random number is: %d", rand());
	
	printf (" \n The random number is: %d", rand());
	printf ("\n The random number is: %d", rand());
	getch();
}

输出

The random number is: 41
 The random number is: 18467
 The random number is: 6334
 The random number is: 26500

使用 rand() 函数生成 5 个随机数

让我们考虑一个在 C 编程语言中使用 rand() 函数生成 5 个随机数的程序。

random.c

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

int main()
{
	int i;	
	/* It returns the same sequence of random number 
	on every execution of the program. */
	printf(" Random Numbers are: \n"); 
	for (i = 0; i <5; i++)
	{
		printf(" %d", rand());
	 } 
	 return 0;
}

输出

Random Numbers are:
 41 18467 6334 26500 19169

程序第二次执行

Random Numbers are:	
 41 18467 6334 26500 19169

程序第三次执行

Random Numbers are:
 41 18467 6334 26500 19169

正如我们在上面的输出中看到的，它在每次执行编程代码时都返回相同的随机数序列。

使用 rand() 函数生成 1 到 100 之间的 10 个随机数

让我们考虑一个使用 rand() 函数在 C 中查找随机数的程序。

rand_num.c

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>	
int main()
{
	// declare the local variables
	int i, num;
	printf (" Program to get the random number from 1 to 100 \n");
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		num = rand() % 100 + 1; // use rand() function to get the random number
		printf (" %d ", num);
		getch();
}
	}

输出

Program to get the random number from 1 to 100
 42  68  35  1  70  25  79  59  63  65

srand() 函数

srand() 函数是一个 C 库函数，它确定生成不同伪随机数序列的初始点。srand() 函数必须与 rand() 函数一起使用。在调用 rand() 函数之前，需要在程序中设置一次种子值，以生成不同的随机整数结果。

语法

seed：这是一个整数值，包含新伪随机数序列的种子。

使用 srand() 函数生成随机数

让我们编写一个程序，使用 C 中的 srand() 函数获取随机数。

srandNum.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> // use time.h header file to use time
	
int main()
{
	int num, i;
	time_t t1; // declare time variable
	
	printf(" Enter a number to set the limit for a random number \n");
	scanf (" %d", &num);
	
	/* define the random number generator */
	srand ( (unsigned) time (&t1)); // pass the srand() parameter
	printf("\n"); // print the space
	/* generate random number between 0 to 50 */
	for (i = 0; i <num; i++)
	{
		printf( "%d \n", rand() % 50);
	}
	 return 0;
}

输出

Enter a number to set the limit for a random number
10

44      32      23      35      6       33      1       4       22      18

程序第二次执行

Enter a number to set the limit for a random number
15	

13      30      24      27      4       30      28      35      36      13      44      39      21      5       7

正如我们在上面的输出中看到的，它在每次执行编程代码时都返回不同的随机数序列。

使用 srand() 和 time() 函数生成随机数

让我们编写一个程序，使用 srand() 和 time() 函数获取随机数。

srand_time.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int random = rand(); // assign the rand() function to random variable
	srand( time(0));
	
	printf( " Seed = %d", time(0));
	printf( " Random number = %d", random);	
	 return 0;
}

输出

Seed = 1619450091 Random number = 41

获取一个种子值并使用 srand() 函数打印随机数

让我们编写一个程序，使用 srand() 函数获取种子值和随机数。

srand_time.c

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

int main()
{
	int count;
	unsigned int seed; // use for randomize number
	
	printf(" Enter the Seeding value: \n");
	scanf(" %u", &seed);
	
	srand (seed); // pass parameter
	
	// generate random number between 1 to 6
	for (count = 1; count <= 10; ++count)
	{
		printf(" %5d", 1 + (rand () % 6)); 
		if (count % 5 == 0) // print the number in next line
			puts(" ");
	 } 
	 return 0;
}

输出

Enter the Seeding value:
10
     6     4     3     3     6
     3     3     1     3     4

程序第二次执行

Enter the Seeding value:	
20
     2     4     2     4     5
     4     3     5     1     4

程序第三次执行

Enter the Seeding value:
25
     1     6     1     6     4
     4     1     4     1     3

正如我们在上面的输出中看到的，当我们使用不同的种子值一次又一次地执行相同的程序时，它会显示 1 到 6 之间的不同随机数序列。

使用随机函数生成随机数

让我们创建一个程序，使用 stadlib 头文件在 C 中使用随机函数获取随机数。

func.c

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdlib.h>
int main()	
{
	int i, num, max, temp;
	printf (" Enter a number to set the limit of random numbers \n");
	scanf ("%d", num); 
	

	printf (" Enter the maximum number from you want to get the random number: \n");
	scanf ("%d", max); 
	
	printf (" %d random number from 0 to %d number are: \n", num, max);
	randomize();
	
	for (i = 1; i <= num; i++)
	{
		temp = random(max)  /* use random() function to get the random number */
		printf (" %d ", temp); // print the temp
}
		getch();	
}

输出

Enter a number to set the limit of random numbers
17
Enter the maximum number from you want to get the random number:
100
15 random number from 0 to 100 number are:
 42  68  35  1  70  25  79  59  63  28 75 89 90 43 7 4 65

生成浮点随机数的程序

让我们考虑一个在 C 中打印浮点随机数的程序。

random1.c

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

int main()
{
	srand( (unsigned int) time(NULL));
	float f1 = 5.0;
	int i;
	printf(?Float random numbers are: \n?);
	for (i = 0; i<10; i++)
	{
		printf("%f", ((float) rand()/ RAND_MAX) * f1);
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

输出

Float random numbers are:
1.208075
1.658376
4.645070
2.298807
3.117161
0.961486
4.115573
4.336223
2.894833
2.249825

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rand() 函数

注意：如果未使用 srand() 函数调用而仅使用 rand() 函数生成随机数，则每次执行程序时都会返回相同的数字序列。

语法

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