【C++】随机数rand( ) 和 随机数引擎

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rand()

• 基本：使用随机数时，经常见到的是C标准库提供的函数rand()，这个函数会生成一个0到RAND_MAX（32767）之间的一个整形数；
• 分布：为了得到一个给定范围内的随机数，通常会对生成的随机数取余：rand()%n，rand()%(n-m)+m；
• 种子：通过srand()设置随机数种子，种子不变的情况下，每次程序运行，调用rand()，都会生成相同的随机数序列；
• 浮点：使用double(rand())/RAND_MAX可以生成0-1范围内的随机浮点数，但精度会有问题；

• 通式
  产生一定范围随机数的通用表示公式是：
  
  取得(0,x)的随机整数：rand()%x；
  取得(a,b)的随机整数：rand()%(b-a)；
  取得[a,b)的随机整数：rand()%(b-a)+a；
  取得[a,b]的随机整数：rand()%(b-a+1)+a；
  取得(a,b]的随机整数：rand()%(b-a)+a+1；
  取得0-1之间的浮点数：rand()/double(RAND_MAX)。

• 一般情况下，srand()种子可以使用time(0)进行设置，time()取系统的秒，所以如果srand()和rand()的调用间隔小于1s，则会生成相同的随机数，如：

int main() 
{
	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		//Sleep(3);
		srand(time(0));
		cout << rand() << endl;
	}

	return 0;
}

C++11 : default_random_engine

• 基本：C++11提供了新的随机数生成器，随机数引擎default_random_engine，使用时包含头文件#include<random>；
• 范围：默认情况下，default_random_engine的生成范围是一个unsigned，可以通过方法min()和max()获取生成范围；
• 种子：与rand()类似，default_random_engine也需要通过随机数种子改变生成的序列，设置方法可以通过调用方法seed()；
• 分布和浮点：随机数引擎可以通过分布对象设置生成范围，uniform_int_distribution<unsigned>或uniform_real_distribution<double>；
• 相对rand()，可以使用uniform_real_distribution<>生成随机浮点数，并且不用担心精度问题，随机数引擎的使用方法如下：

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;

int main() 
{
	default_random_engine e;//定义随机数引擎
	uniform_int_distribution<unsigned> id(1, 10);//整型分布
	uniform_real_distribution<double> dd(0, 1.0);//浮点型分布

	e.seed(time(0));//设置随机数种子
	for (size_t i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << id(e) << " ; " << dd(e) << endl;
	}

	return 0;
}

输出：

---

扩展：

C++11带来的随机数生成器