C++中随机数和不重复的随机数

2021-08-12 07:55:47

随机数

int rand ();

rand函数返回一个0-32767之间的一个伪随机整数，32767可以由宏RAND_MAX表示，该函数需要头文件<stdlib.h>。

常用的是如何生成一个范围内的随机数，例如想生成0-100之间的随机数，那么我们可以编写如下语句：

 1 #include <stdlib.h>
 2 #include <iostream>
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 void RAND(int max, int min, int n)
 7 {
 8     for(int i = 0; i < n; ++i)
 9     {
10         int u = (double)rand() / (RAND_MAX + 1) * (max - min) + min; 
11         cout << u << " ";
12     }
13 }

第10行是关键，rand()生成一个随机数，通过一系列简单的数学计算将随机范围变到min与max之间。需要注意的是，将rand转化为double类型之后是保证在做除法时得到有效地数字，最后因为u声明为int类型，最后可以保证得到的是整数序列。参数n是随机数的个数。生成0-100的10个随机数的语句为

RAND(100, 1, 10);

结果如图，但是这样每次生成的随机数都相同，因此我们需要一种方法来生成不同的随机数。srand()函数用以设定随机数种子，我们知道随机数的产生实际上是从一个伪随机数列中取值，我们通过设置随机数种子，即可以从该伪随机数列的不同位置取值，显示出来就达到了更新随机数的目的。

void srand( unsigned int seed );

里面接受一个int数值，一般采取的方式是根据当前系统时间来产生一个数值，用该数值来作为随机数种子，需要头文件<time.h>。

1 void RAND(int max, int min, int n)
2 {
3     srand(time(NULL));
4     for (int i = 0; i < n; i++)
5     {
6         int u = (double)rand() / (RAND_MAX + 1) * (max - min) + min;
7         cout << u << " ";
8     }
9 }

第三行便更新了随机数种子，得到结果为，可以看出随机数有了更新。

不重复随机数

从第二次运行的结果来看，我们发现产生了两个90，如果我们想要避免这种情况，即产生的随机数不会重复，那么该如何进行代码的编写？

最初的思想是每生成一个随机数，便于前面的所有随机数进行比较，如果有重复，则舍去不要，重新选取。但该方法十分费时，并且在数据量巨大的并且有一定限制的时候，会引发巨大问题。例如要生成10000个随机数，范围是0-9999，且不能重复，那么最后几个随机数有可能需要相当长的时间才能筛选出来。

下面我们从另外一个角度来思考，假设我们已经由一个数组长度为10000的数组，里面分别存储了数据0-9999，我现在的做法是想办法让10000个数进行随机排列，便得到了这样一个随机数列，如果我只要其中的100个数，那么从前面取出100个就好。这里利用algorithm.h里面的一个函数，，来进行简单处理。

template<class RandomAccessIterator>  
    void random_shuffle(
      RandomAccessIterator _First, 
      RandomAccessIterator _Last
);

这个函数操作的对象是容器的迭代器，即我们需要将存储数据从数组变为容器就好了，下面代码实现一下：

 1 #include <algorithm>
 2 #include <iostream>
 3 #include <vector>
 4 
 5 using namespace std;
 6 
 7 void randperm(int Num)
 8 {
 9     vector<int> temp;
10     for (int i = 0; i < Num; ++i)
11     {
12         temp.push_back(i + 1);
13     }
14 
15     random_shuffle(temp.begin(), temp.end());
16 
17     for (int i = 0; i < temp.size(); i++)
18     {
19         cout << temp[i] << " ";
20     }
21 }
22 
23 cout << endl;

给函数传10为，参数，即生成一个从1-10的不重复随机数，结果为：。

上面的方式只是一种，还有很多方式用以产生不重复随机数，有兴趣的朋友可以参考一下下面的连接：

http://www.hoopercao.com/2011/01/23/%E7%94%9F%E6%88%90%E4%B8%8D%E9%87%8D%E5%A4%8D%E7%9A%84%E9%9A%8F%E6%9C%BA%E6%95%B0%E7%9A%84%E6%96%B9%E6%B3%95/

http://www.cnblogs.com/afarmer/archive/2011/05/01/2033715.html

http://www.cnblogs.com/zuisanlang/archive/2011/12/09/2282960.html

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