Rand()是生成随机数最方便的方法。

你也可以从任何在线服务如random.org捕获随机数。

标准的C函数是rand()。它可以用来发纸牌，但很糟糕。rand()的许多实现通过一个简短的数字列表循环，低位的周期更短。一些程序调用rand()的方式很糟糕，计算一个传递给srand()的好种子也很困难。

在C语言中生成随机数的最佳方法是使用第三方库，如OpenSSL。例如,

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/rand.h>

/* Random integer in [0, limit) */
unsigned int random_uint(unsigned int limit) {
    union {
        unsigned int i;
        unsigned char c[sizeof(unsigned int)];
    } u;

    do {
        if (!RAND_bytes(u.c, sizeof(u.c))) {
            fprintf(stderr, "Can't get random bytes!\n");
            exit(1);
        }
    } while (u.i < (-limit % limit)); /* u.i < (2**size % limit) */
    return u.i % limit;
}

/* Random double in [0.0, 1.0) */
double random_double() {
    union {
        uint64_t i;
        unsigned char c[sizeof(uint64_t)];
    } u;

    if (!RAND_bytes(u.c, sizeof(u.c))) {
        fprintf(stderr, "Can't get random bytes!\n");
        exit(1);
    }
    /* 53 bits / 2**53 */
    return (u.i >> 11) * (1.0/9007199254740992.0);
}

int main() {
    printf("Dice: %d\n", (int)(random_uint(6) + 1));
    printf("Double: %f\n", random_double());
    return 0;
}

为什么有这么多代码?其他语言，如Java和Ruby，都有用于随机整数或浮点数的函数。OpenSSL只提供随机字节，因此我尝试模拟Java或Ruby如何将它们转换为整数或浮点数。

对于整数，我们要避免模偏置。假设我们从rand() % 10000中得到一些随机的4位整数，但是rand()只能返回0到32767(就像在Microsoft Windows中那样)。0到2767之间的每个数字出现的频率要高于2768到9999之间的每个数字。为了消除偏差，我们可以在值低于2768时重试rand()，因为从2768到32767的30000值统一映射到从0到9999的10000值。

对于浮点数，我们需要53个随机位，因为double类型拥有53位精度(假设它是IEEE double类型)。如果我们使用超过53位，就会产生舍入偏差。有些程序员写rand() / (double)RAND_MAX这样的代码，但是rand()可能只返回31位，或者在Windows中只返回15位。

OpenSSL的RAND_bytes()可能通过读取Linux中的/dev/urandom来自行播种。如果我们需要很多随机数，从/dev/urandom读取它们会很慢，因为它们必须从内核复制。允许OpenSSL从种子中生成更多的随机数会更快。

更多关于随机数的内容:

Perl的Perl_seed()是一个如何在C中为srand()计算种子的例子。如果它不能读取/dev/ urrandom，它会混合来自当前时间、进程ID和一些指针的比特。 OpenBSD的arc4random_uniform()解释了模偏置。 random的Java API描述了从随机整数中去除偏差的算法，并将53位打包到随机浮点数中。

在我最近的应用程序中，我遇到了一个严重的伪随机数生成器问题:我多次通过Python脚本调用我的C程序，并使用以下代码作为种子:

srand(time(NULL))

然而,由于:

Rand将生成相同的伪随机序列，在srand中给出相同的种子(参见man srand); 如前所述，time函数每秒只会变化:如果应用程序在同一秒内运行多次，time每次都会返回相同的值。

我的程序生成了相同的数字序列。 你可以做三件事来解决这个问题:

mix time output with some other information changing on runs (in my application, the output name): srand(time(NULL) | getHashOfString(outputName)) I used djb2 as my hash function. Increase time resolution. On my platform, clock_gettime was available, so I use it: #include<time.h> struct timespec nanos; clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &nanos) srand(nanos.tv_nsec); Use both methods together: #include<time.h> struct timespec nanos; clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &nanos) srand(nanos.tv_nsec | getHashOfString(outputName));

选项3确保了你(据我所知)最好的种子随机性，但它可能只会在非常快速的应用中产生差异。 在我看来，选择2是一个安全的赌注。

对于c, STL不存在，你必须调用rand，或者更好的是，随机。它们在标准库头文件stdlib.h中声明。rand是POSIX, random是BSD规范函数。

rand和random之间的区别是random返回一个更有用的32位随机数，而rand通常返回一个16位数。BSD手册显示rand的较低位是循环的和可预测的，因此rand对于较小的数字可能是无用的。

尽管这里所有人都建议使用rand()，但除非迫不得已，否则您不会想要使用rand() !rand()生成的随机数通常非常糟糕。引用Linux手册页:

Linux C库中的rand()和srand()版本使用与random(3)和srandom(3)相同的随机数生成器，因此低阶位应该与高阶位一样随机。但是，在旧的rand()实现上，以及在不同系统上的当前实现上，低阶位比高阶位随机得多。当需要良好的随机性时，不要在旨在可移植的应用程序中使用此函数。(请使用random(3)。)

关于可移植性，random()也由POSIX标准定义了很长一段时间。rand()更老，它已经出现在第一个POSIX.1规范(IEEE Std 1003.1-1988)中，而random()首次出现在POSIX.1-2001 (IEEE Std 1003.1-2001)中，然而当前的POSIX标准已经是POSIX.1-2008 (IEEE Std 1003.1-2008)，仅在一年前收到了更新(IEEE Std 1003.1-2008, 2016版)。所以我认为random()是非常可移植的。

POSIX.1-2001还引入了lrand48()和mrand48()函数，参见这里:

此函数族应使用线性同余算法和48位整数算术生成伪随机数。

一个很好的伪随机源是arc4random()函数，它在许多系统上都可用。不是任何官方标准的一部分，在1997年左右出现在BSD中，但你可以在Linux和macOS/iOS等系统上找到它。

STL是c++，不是C，所以我不知道你想要什么。然而，如果你想使用C语言，则有rand()和srand()函数:

int rand(void);

void srand(unsigned seed);

它们都是ANSI c的一部分。还有random()函数:

long random(void);

但据我所知，random()不是标准的ANSI c。第三方库可能不是一个坏主意，但这完全取决于您真正需要生成的数字的随机程度。