C++ 亂數函數 rand() 和 srand()

所謂的亂數，即是指電腦自動產生的一個數字，好似一個六合彩號碼般，
無永遠沒法知道下一個出現的號碼。而C/C++的亂碼其實是由一個亂數產
生器產生的，函數名稱是rand，放在stdlib.h / cstdlib 表頭檔裡面，在使用
時直接呼叫 rand() 便可。


註：若果你不明白表頭檔 <stdlib.h> 是什麼 ,可以到這篇文章看看-->> stdlib.h介紹





Rand() 和 Srand()



先來個rand()使用的示範：
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1. #include <iostream>
2. #include <stdlib.h>    // 引入表頭檔
3. 
   
4. using namespace std;  
5. 
   
6. int main(){
7. 
   
8.     for(int i=0; i<5; i++){
9.         cout<< rand() << endl;    // 印出5個亂數
10.     }
11.  
12.     return 0;
13.    
14. } 

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你可能會好奇，那究竟這些亂數的範圍到底是多少呢？

目前可以確定的是，最大值(RAND_MAX) 至少會是 0x7fff (轉換10進制後是32767)，
最大會是多少不一定。以 Visual C++ 2010 環境而言，這個值是 32767。實際上
VC6.0 , VC2002 / 2003 , VC2008, VC2010 , gcc, Dev-C++ , Code::Blocks (with mingw) ，
這個值也都剛好是 32767，只是他們實作的亂數細節不同而已。但新版的版本的
RAND_MAX 會更大，例如在mac上用xcode開發的C/C++，最大值便是2147483647(2³¹-1)
主要是看軟體( compiler )的實作方式，若想查下最大值是多少，不坊用以下程式測試一下：



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1. #include <iostream>
2. #include <stdlib.h>
3. using namespace std;
4. int main(){
5.  
6.     cout<< RAND_MAX;
7.  
8.     return 0;
9.    
10. }

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另外，當你不停用rand() run最初的程式時，會發現產生出來的亂數都是一樣的，因為rand()產生
的是偽隨機數字，每次執行時都是相同的，給果想要不同，就要使用srand()函數初始化它。

在預設的情況下，rand()的隨機種子(seed ：指起始點，即最小值) 是1，而相同的隨機種子
產生的結果都是一樣的。那初始值該給多少？初始值給固定的值都沒用，要會隨著環境變動
的值才有意義，像是 記憶體使用量、process id 、CPU 使用率 等，這些都是會隨環境變動，
但有些變動性可能不大，而最常用來給初始值的，是時間，所以程式可以修改如下：


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1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
4. int main()
5. {
6.     int i;
7.     unsigned seed;
8.     seed = (unsigned)time(NULL); // 取得時間序列
9.     srand(seed); // 以時間序列當亂數種子
10.     for(i=0; i<5; i++)
11.          cout << rand() << endl; 
12.     return 0;
13. }

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註：

- 7-9 行可以縮短為 srand( (unsigned) time(NULL) );

- time(NULL)，傳入值為NULL可以獲取當前時間的總秒數(從 00:00 hours, Jan 1, 1970 UTC 起),
  實際語法如下， time_t time (time_t* timer) 。

- 如果不明白什麼是 unsigned ，請先看這篇文章--> Unsigned keyword







Rand() 指定範圍



－需要使用％運算子，如果不明什麼是％，就GOOGLE一下吧。

程式如下：

================================

1. #include <iostream>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
4. 
   
5. using namespace std;
6. 
   
7. 
   
8. int main(){
9. 
   
10.     srand( (int)time(NULL));
11.  
12.     for(int i=0; i<5; i++)
13.     cout<< rand()%6+2 <<endl;
14.  
15.     return 0;
16.    
17. }

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以上程序運行後，將會輸出5個號碼，範圍由 2~7 。

－rand()%6 ：即指定範圍需要由起始數開始取6個數值，包括起始數
－rand()%6+2 ：+2 的意思是指定起始數是2，然後由2開始取六個數作為range(包括2)，
                           若沒有+2，起始數預設是0。