分享兩種產生隨機數的常用方法

ID：嵌入式情報局

作者：情報小哥

    隨機數的產生非常的有用，最直接的感受就是讓顯示的數據產生跳動，從而讓用戶感覺真實可靠，同樣在密碼學中隨機數也是非常重要等等，這裡今天小哥就介紹兩種產生隨機數的辦法。

「rand()」函數是系統庫文件提供的產生隨機數的函數，它從一個隨機數的序列中按著順序返回一個從0到最大隨機數 RAND_MAX的任意整數，當然最大隨機數的大小通常是固定的一個整數，所以每次程序運行從調用開始的序列都是一樣的 , 這樣也是為了便於程式設計師調試相應的程序。

下面來看一下rand函數的使用 : 

#include <iostream>
#include <string> 
#include <stdlib.h>
using namespace std;

int rand_number()
{
 return rand(); 
} 
int main()
{
 int  array[4] = {1,2,3,4};
 for(int i = 0; i < 4;i++)
 {
  int t = rand_number()%4;
  cout << array[t]<<',';
 } 
}

得到如下運行結果 : 

同樣上面的程序我們再進行重新運行，得到的仍然是同樣的結果。所以為了解決每次重頭開始運行其隨機數一樣的問題，「rand()」 函 數 需 要 與 另 一 個 函 數「srand()」 配 合 使 用。「srand()」函數的功能是給定一個種子，種子的用途是產生一個確定的隨機數序列，如果種子不變，產生的隨機數序列也是固定的，種子變化，產生的隨機數序列隨之變化。那麼最簡單的即使採用時間作為種子，可是使用「time(NULL)」作為種子，於是time產生的種子每秒鐘變化一次，如果程序兩次運行的時間間隔超過 1s的事件，那麼使用rand函數產生的隨機數序列就會發生變化的。

#include <iostream>
#include <string> 
#include <ctime>
#include <stdlib.h>
using namespace std;

int rand_number()
{
 return rand(); 
} 
int main()
{
 int  array[4] = {1,2,3,4};
 
 srand(time(NULL));
 
 for(int i = 0; i < 4;i++)
 {
  int t = rand_number()%4;
  cout << array[t]<<',';
 } 
}

而在計算機裡面其實基本上都只能算偽隨機數，有些嵌入式作業系統中，大多採用硬體的隨機白噪聲源來作為隨機數源，不過對於大部分應用這些偽隨機數基本上能夠滿足需求。由於我們的程序採集數據的隨機性，可以通過獲得更高頻率的計數值取餘以後得到偽隨機數。如果隨機數產生的時間間隔達到毫秒級，對於採集隨機數高於ms級別的均可以用此方法採集隨機數，同樣如果能夠獲得us計數那麼產生的隨機數就會更快。

#include <iostream>
#include <string> 
#include <ctime>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
using namespace std;

int rand_number()
{
 SYSTEMTIME sys;
 GetLocalTime(&sys);
 return sys.wMilliseconds;
} 
int main()
{
 int  array[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
 
 srand(time(NULL));
 
 for(int i = 0; i < 10;i++)
 {
  int t = rand_number()%10;
  cout << array[t]<<',';
  long cnt  = 1000000;
  while(cnt--);
 } 
}

這裡生成了兩次隨機數如下:

這裡小哥就分享了一下C++中產生隨機數的兩種辦法，對於嵌入式C也可以類似的方法使用， 希望本文能夠對你有幫助！