C++中的偽隨機數(shù)

更新時間：2022年07月20日 10:06:19 作者：舒泱

這篇文章主要介紹了C++中的偽隨機數(shù)，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

真隨機數(shù)

自然界中的有很多不確定的物理現(xiàn)象，通過測量這些現(xiàn)象，就可以獲得真隨機數(shù)。

比如白噪聲的幅值、電子元器件的電壓噪聲等，真隨機數(shù)可以通過用硬件對這些參數(shù)進行采集獲得。

偽隨機數(shù)

偽隨機數(shù)序列是用確定性的算法計算出來的周期很長的序列。

程序的運行過程是一個確定的過程，每一條指令都是確定的，因此不能產(chǎn)生真的隨機數(shù)。

說到偽隨機數(shù)就會說到種子，什么是種子呢，我們可以將種子理解為一個初始值，特定算法根據(jù)這個初始值產(chǎn)生一個一定的序列，生成的這個序列“看起來”是隨機的，實際上是一個周期很長的確定序列。

如果每次的種子設(shè)置得相同，那么產(chǎn)生的序列都是相同的。

舉個例子

我們可以簡單的設(shè)置這個種子為某個數(shù)，比如1。

請看如下代碼，用srand()設(shè)置種子的值，用rand()產(chǎn)生偽隨機數(shù)序列，需要包含頭文件#include <stdlib.h>。重復(fù)運行下列代碼，因為種子相同，所以每次輸出的序列都是如圖的序列"41 18467 6334 26500 …"。

srand(1);   // 設(shè)置種子的值為1，如果不設(shè)置，默認(rèn)種子為1
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    cout << rand() << " ";	// 輸出10個偽隨機數(shù)
}

如果每次種子設(shè)置得不同，那生成的序列也將不同。如何獲得不同的種子呢？

可以用C語言中的庫函數(shù) time_t time(time_t *seconds) 返回自1970-01-01 00:00:00 UTC 起經(jīng)過的時間，以秒為單位。

這個函數(shù)的入?yún)econds也能保存結(jié)果，請看如下代碼，輸出的t和seconds的值是一樣的。

    time_t seconds;
    time_t t=time(&seconds);
    cout << t <<" "<< seconds <<endl;  // t和seconds的值是一樣的

那么，我們將當(dāng)前的時間設(shè)置為種子，由于時間一直在變，種子就一直在變，每次就能生成不同的偽隨機數(shù)序列。

time_t t=time(nullptr);
srand(t);   // 設(shè)置種子的值為時間
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    cout << rand() << " ";
}

C++代碼示例

題目

將1-100的有序序列變成無序序列，要求每次運行的結(jié)果不同。

// 題目：將1-100的有序序列變成無序序列，要求每次運行的結(jié)果不同。
void fun(vector<int> &vec) {
    time_t t = time(nullptr);
    srand(t);   // 設(shè)置種子的值為時間
    rand();
    for (int i = 0; i < 500; ++i) {
        // 每次隨機交換數(shù)組中的兩位
        swap(vec[rand() % 100], vec[rand() % 100]);
    }  
}
int main() {
    vector<int> vec(100);
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        vec[i] = i+1;
    }
    fun(vec);
    for (auto it : vec) {
        cout << it << " ";
    }
    cout << endl;
    system("pause");
}

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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