C++ 真随机数生成方法

引言

大家都知道 <stdlib.h> 里面的 rand 和 srand() 函数吧？

他们其实是伪随机数生成器，生成的随机数有周期性，而且取决于随机种子。

那么如何生成真随机数呢？下面我来讲一下两个系统下的生成方法。

正文

Windows 系统

代码

这个 WinRandom 类调用了系统的加密秘钥生成器，这个生成器调用内核生成秘钥，所以是硬件的真随机数。

#include <windows.h>
#include <wincrypt.h>
class WinRandom {
    HCRYPTPROV handle;
public:
    WinRandom() {
        handle = NULL;
        CryptAcquireContext(
            (HCRYPTPROV*)&handle,NULL,NULL,
            PROV_RSA_FULL,0
        );
    }
    ~WinRandom() {
        if (handle != NULL) CryptReleaseContext(handle, 0);
    }
    bool randBuf(void *dest, int len) {
        if (handle == NULL) return false;
        return CryptGenRandom(handle, len, (BYTE*)dest);
    }
#   define _(func, typ) \
    typ func() { \
        typ ret = 0; \
        assert(randBuf((void *)&ret, sizeof(ret))); \
        return ret; \
    }
    _(randInt, int)
    _(randLong, long long)
    _(randUnsigned, unsigned)
    _(randUnsignedLong, unsigned long long)
    _(randShort, short)
    _(randUnsignedShort, unsigned short)
    _(randChar, char)
    _(randUnsignedChar, unsigned char)
    _(randSignedChar, signed char)
};

使用姿势

WinRandom R;
printf("Unsigned: %u\nLong long: %lld\n",
    R.randUnsigned(),
    R.randLong());

就是这样，还不用 srand，是不是很方便啊？很适合做数据生成器！

注意：请不要在比赛时使用！

注意：请不要在比赛时使用！

注意：请不要在比赛时使用！

要在比赛时使用请看下方【通用】

Linux 系统

由于 Linux 系统自带了 /dev/random，所以请使用 STL。

#include <random>

int main() {
    std::random_device rd;
    for(int n=0; n<20000; ++n)
        std::cout << rd() << std::endl;
}

这个在 Windows 系统上也可以用，但是调用的就是 srand 和 rand...

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通用

这个随机数生成器在 Windows 和 Linux 上都可以工作，但是只有在 Linux 上才是真随机数。Windows 上他生成的随机数周期很大，可以视为真随机。

#include <random>

int main() {
    std::random_device rd;
    std::mt19937 mt(rd());
    for(int n = 0; n < 10; n++)
        std::cout << mt() << std::endl;
}