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。

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。

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。

<stdlib.h>中的rand()函数返回一个介于0和RAND_MAX之间的伪随机整数。你可以使用srand(unsigned int seed)来设置种子。

通常的做法是将%操作符与rand()结合使用以获得不同的范围(但请记住，这在一定程度上破坏了一致性)。例如:

/* random int between 0 and 19 */
int r = rand() % 20;

如果你真的在乎一致性，你可以这样做:

/* Returns an integer in the range [0, n).
 *
 * Uses rand(), and so is affected-by/affects the same seed.
 */
int randint(int n) {
  if ((n - 1) == RAND_MAX) {
    return rand();
  } else {
    // Supporting larger values for n would requires an even more
    // elaborate implementation that combines multiple calls to rand()
    assert (n <= RAND_MAX)

    // Chop off all of the values that would cause skew...
    int end = RAND_MAX / n; // truncate skew
    assert (end > 0);
    end *= n;

    // ... and ignore results from rand() that fall above that limit.
    // (Worst case the loop condition should succeed 50% of the time,
    // so we can expect to bail out of this loop pretty quickly.)
    int r;
    while ((r = rand()) >= end);

    return r % n;
  }
}

希望这比仅仅使用srand(time(NULL))更随机。

#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    srand((unsigned int)**main + (unsigned int)&argc + (unsigned int)time(NULL));
    srand(rand());

    for (int i = 0; i < 10; i++)
        printf("%d\n", rand());
}

我们来看看这个。首先，我们使用srand()函数来为随机化器播种。基本上，计算机可以根据输入给srand()的数字生成随机数。如果你给出相同的种子值，那么每次都会生成相同的随机数。

因此，我们必须用一个总是在变化的值来给随机化器播种。我们通过time()函数将当前时间的值提供给它来实现这一点。

现在，当我们调用rand()时，每次都会产生一个新的随机数。

    #include <stdio.h>

    int random_number(int min_num, int max_num);

    int main(void)
    {
        printf("Min : 1 Max : 40 %d\n", random_number(1,40));
        printf("Min : 100 Max : 1000 %d\n",random_number(100,1000));
        return 0;
    }

    int random_number(int min_num, int max_num)
    {
        int result = 0, low_num = 0, hi_num = 0;

        if (min_num < max_num)
        {
            low_num = min_num;
            hi_num = max_num + 1; // include max_num in output
        } else {
            low_num = max_num + 1; // include max_num in output
            hi_num = min_num;
        }

        srand(time(NULL));
        result = (rand() % (hi_num - low_num)) + low_num;
        return result;
    }