C语言中生成随机数的几种方式

一.rand

1.rand介绍

C语言提供了一个函数叫rand，这函数是可以生成随机数的，函数原型如下所示：

int rand (void);

rand函数会返回一个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，这个RAND_MAX的大小是依赖编译器上实现的，但是大部分编译器上是32767。

2.使用

头文件是：#include<stdlib.h>

printf(“%d\n”, rand());

rand()%100+1;//%100的余数是0_99,099的数字+1,范围是1~100

如果要生成100~200的随机数，方法如下：

100 + rand()%(200-100+1)

//余数的范围是0_{100，加100后就是100}200

如果要生成a~b的随机数，方法如下：

a + rand()%(b-a+1)

3.说明：

rand函数是对一个叫“种子”的基准值进行运算生成的随机数。

每次运行程序产生的随机数序列是一样的，那是因为rand函数生成随机数的默认种子是1。如果要生成不同的随机数，就要让种子是变化的。

二.srand

1.srand介绍

C语言中还提供了一个函数叫srand用来初始化随机数的生成器的，srand的原型如下：

void srand (unsigned intseed);

程序中在调用rand函数之前先调用srand函数，通过srand函数的参数seed来设置rand函数生成随机数的时候的种子，只要种子在变化，每次生成的随机数序列也就变化起来了。那也就是说给srand的种子是如果是随机的，rand就能生成随机数；也就是在生成随机数的时候又需要一个随机数。

三.time

1.time函数介绍

在程序中我们一般是使用程序运行的时间作为种子，因为时间时刻在发生变化的。

在C语言中有一个函数叫time，就可以获得这个时间，time函数原型如下：

time_t time (time_t*timer);

time函数会返回当前的日历时间，其实返回的是1970年1月1日0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值，单位是秒。返回的类型是time_t类型的，time_t类型本质上其实就是32位或者64位的整型类型。

time函数的参数timer如果是非NULL的指针的话，函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。

如果timer是NULL，就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做：时间戳。

2.测试代码

头文件：#include<time.h>

如果只是让time函数返回时间戳，我们就可以这样写：

time(NULL);//调用time函数返回时间戳

四.生成随机数综合运用

1.用time函数返回值做为种子，然后再生成随机数

2.代码如下：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>intmain(){// 设置种子为当前时间srand((unsignedint)time(NULL));// 生成并打印一个随机数（0到RAND_MAX之间）intrandom_number=rand();printf("随机数：%d\n",random_number);// 生成并打印一个在指定范围内的随机数（例如1到100之间）intmin=1,max=100;intrange=max-min+1;intrandom_number=min+rand()%range;printf("1到100之间的随机数：%d\n",random_number_in_range);return0;}

五.产生真随机数的几种方式

1.openssl的实现方式，基本步骤如下：
首先会获取系统提供的真随机数源，源产生的数据是由系统硬件或操作系统的事件（例如用户的鼠标移动、键盘输入、硬件噪声等）产生的，具有高度的随机性。
这些数据放到熵池中，然后使用一个伪随机数生成器（通常是一个加密安全的伪随机数生成器）来从熵池中生成更多的随机数据。

2.linux下产生随机数的方法
/dev/random设备是Linux系统中的一个随机数发生器，它可以产生高质量的随机数，这些随机数可以用于加密、认证等安全性要求较高的场景。
注意：
由于/dev/random设备仅依赖于系统环境中的熵源（如硬件噪声），因此在系统运行初期可能无法立即生成足够的随机数，此时读取操作会阻塞。
为了避免长时间阻塞，可以使用/dev/urandom设备，该设备也可以产生随机数，但不会阻塞，当熵源不足时会使用伪随机数算法来生成数据。

3.单片机内硬件随机发生器产生随机数
有些单片机有内部硬件随机发生器，可以产生真正的随机数，比如：
STM32F407 自带了硬件随机数发生器（RNG），RNG 处理器是一个以连续模拟噪声为基础的随机数发生器，在主机读数时提供一个 32 位的随机数。