如何在C中生成一个随机int ?

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。

2015-07-08 01:34:55

注意:为了安全性，不要使用rand()。如果您需要加密安全的号码，请参阅此答案。

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

srand(time(NULL));   // Initialization, should only be called once.
int r = rand();      // Returns a pseudo-random integer between 0 and RAND_MAX.

在Linux上，您可能更喜欢使用random和srandom。

2009-05-04 22:18:36

你可以生成随机字符，然后将它们视为int:

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

typedef double rand_type; // change double to int

rand_type my_rand() {
    char buff[sizeof(rand_type)];
    for (size_t i = 0 ; i < sizeof(rand_type) ; ++i)
        buff[i] = (char) rand();
    return *(rand_type *) buff;
}

int main() {
    int i ; // srand as you want
    for (i = 0 ; i < 10 ; ++i)
        printf("%g\n", my_rand()); // change %g to %d
    return 0 ;
}

2022-03-29 18:51:30

试试这个，我把上面已经提到的一些概念放在一起:

/*    
Uses the srand() function to seed the random number generator based on time value,
then returns an integer in the range 1 to max. Call this with random(n) where n is an integer, and you get an integer as a return value.
 */

int random(int max) {
    srand((unsigned) time(NULL));
    return (rand() % max) + 1;
}

2013-09-14 20:40:28

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。

2017-11-17 17:46:37