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C++如何生成随机数？

2023-07-04 18:27:51 深夜i -- --

C++ 生成随机数

C++是一种非常流行的编程语言，被广泛应用于开发各种类型的应用程序和游戏。生成随机数是C++编程中的常见需求之一，它可以用于游戏中的随机事件、密码的生成、科学计算中的试验等多个场景。本文将介绍C++如何生成随机数。

C++生成随机数的方法

C++中有多种生成随机数的方法，其中常用的包括使用rand函数库和使用C++11标准的random函数库。下面将分别介绍这两种方法的使用。

1. 使用rand函数库生成随机数

rand()是C++中最常用的生成随机数的函数。它能产生一个介于0和RAND_MAX之间的整数。如果需要生成指定区间内的随机数，则可以使用模运算使生成的随机数在指定的区间范围内。

例如，要生成一个1到100之间的随机整数，可以使用下列代码：


int randomNumber = rand() % 100 + 1;

其中，%是取模运算符。rand() % 100是生成介于0和99之间的随机数，再加上1就得到介于1和100之间的随机数。

需要注意的是，rand()函数的随机数生成方式比较简单，伪随机性较差，无法生成高质量的随机数。因此，不建议在需要高质量随机数的场合使用rand函数库。

2. 使用C++11标准的random函数库生成随机数

C++11标准中提供了更灵活、更高质量的随机数生成库，包括头文件和多个随机数分布类。

在这个库中，可以使用std::uniform_int_distribution类来生成整数随机数，或者使用std::uniform_real_distribution类来生成浮点随机数。下面分别介绍这两种类型的随机数生成方法。

- 生成整数随机数

使用std::uniform_int_distribution类生成整数随机数的示例代码如下：


#include <random>
#include <iostream>
int main()
{
  std::random_device rd; // 用于生成随机种子，获取硬件随机数
  std::mt19937 eng(rd()); // 用mt19937作为引擎
  std::uniform_int_distribution<> distr(1, 100); // 定义一个1到100的随机数生成器
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    int randomNumber = distr(eng);
    std::cout << randomNumber << std::endl;
  }
  return 0;
}

在这个示例代码中，std::random_device类用于获取随机种子，std::mt19937类作为引擎来生成随机数，std::uniform_int_distribution类来指定随机数的范围。

- 生成浮点随机数

使用std::uniform_real_distribution类生成浮点随机数的示例代码如下：


#include <random>
#include <iostream>
int main()
{
  std::random_device rd;
  std::mt19937 eng(rd());
  std::uniform_real_distribution<> distr(1.0, 10.0);
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    double randomNumber = distr(eng);
    std::cout << randomNumber << std::endl;
  }
  return 0;
}

这个示例代码与生成整数随机数的代码类似，不同的是使用std::uniform_real_distribution类生成浮点数随机数。

总结

本文介绍了C++中生成随机数的两种方法。通过使用rand函数库或C++11标准的random库，程序员可以很方便地生成需要的随机数。不过需要注意的是，要根据实际需要选择合适的随机数生成方法，确保生成高质量的随机数。

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