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;
  }
}

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。

如果您需要128个安全随机位，符合RFC 1750的解决方案是读取已知可以生成可用熵位的硬件源(例如旋转磁盘)。更好的是，好的实现应该使用混合函数组合多个源，并最终通过重新映射或删除输出来消除输出分布的倾斜。

如果你需要更多的比特，你需要做的就是从128个安全随机比特的序列开始，并将其拉伸到所需的长度，将其映射到人类可读的文本等等。

如果你想在C中生成一个安全的随机数，我将遵循这里的源代码:

https://wiki.sei.cmu.edu/confluence/display/c/MSC30-C.+Do+not+use+the+rand%28%29+function+for+generating+pseudorandom+numbers

注意，对于Windows bbcryptgenrandom是使用的，而不是CryptGenRandom，在过去的20年里已经变得不安全。您可以亲自确认BCryptGenRandom符合RFC 1750。

For POSIX-compliant operating systems, e.g. Ubuntu (a flavor of Linux), you can simply read from /dev/urandom or /dev/random, which is a file-like interface to a device that generates bits of entropy by combining multiple sources in an RFC 1750 compliant fashion. You can read a desired number of bytes from these "files" with read or fread just like you would any other file, but note that reads from /dev/random will block until a enough new bits of entropy are available, whereas /dev/urandom will not, which can be a security issue. You can get around that by checking the size of the available entropy pool, either my reading from entropy_avail, or by using ioctl.

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。