【C语言】生成随机数（rand\srand\time）

一、随机数

（1）真随机数：没有规律的随机生成，完全不可预测

（2）伪随机数：通过一个确定的数学公式计算出来，看起来毫无规律，但本质上是可预测的、可重复的

（3）密码学安全伪随机数：介于上面两者之间的一个特殊分类，本质上还是用算法算出来的（伪随机），但是使用了极其复杂的加密算法

二、rand \ srand \ time 函数

2.1 rand()

随机数生成器，它会返回一个介于 0 到 RAND_MAX 之间的整数

注：需要包含头文件#include <stdlib.h>

RAND_MAX是一个常量，不同的编译器和系统上可能不同，在大多数常见的系统中，它的值通常是32767

内部是通过一个固定的数学公式来算数字，需要提前给它设定一个初始值（种子），每次程序启动时，都会根据设定的种子计算出一个值，不设置的话默认种子是1

注：同一个种子每次运行时产生的随机数是相同的，不管运行多少次

2.2 srand()

随机数种子设置器，它的作用是给 rand() 提供一个初始值（种子），但是它也需要接收一个 unsigned int（无符号整数）作为种子

注：需要包含头文件#include <stdlib.h>

注：同一个种子每次运行时提供给rand的随机数种子就是相同的，不管运行多少次

2.3 time()

时间获取工具，time() 的返回值就是从 1970年1月1日 00:00:00 开始，一直到你调用这个函数的那一瞬间，总共流逝的秒数，他是一直在变化的

注：需要包含头文件#include <time.h>

srand和rand使用时，如果srand初始值是固定的，那么给rand提供的种子就是固定的，每次生成的随机数就是固定的，所以我们使用time提供一个时刻变化的值

三、生成步骤

我们常用的C语言随机数是伪随机数，生成步骤分为三步：

（1）设置随机数种子（初始化）

srand(time(NULL));

time() 函数其实可以接收一个指针参数用来直接存储时间，但我们这里不需要存储，只需要它的返回值，所以传入 NULL（空指针）即可

这样我们就将time的返回值作为srand的种子来生成一个rand的种子，传给了rand函数，保证rand每次生成的数值都不相同

（2）获取基础随机数

int num = rand();

这个时候我们运行程序就可以得到一个随机数，rand生成的数会很大，我们通常需要指定范围的数（比如 1 到 100）

（3）限定数值范围（取模运算）

如果想生成[m, n]之间的随机整数，公式为：

int result = rand() % (n - m + 1) + m;

计算% (n - m + 1) 的目的是算出这个范围内总共有多少个数

计算+ m 是为了把起始点从 0 偏移到 m

eg:比如我想生成5-10的随机数

m = 5, n = 10

5、6、7、8、9、10，我们用 n - m + 1算出来这个区间一共有6个数

rand() % 6只能生成0、1、2、3、4、5这6个数，相当于随机数的起始点是0

这时候我们再 + 5 ( m )将起始点改为5,那么生成的随机数就变为5、6、7、8、9、10