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如何在C++中生成随机小数？

2023-07-04 20:43:14 深夜i -- --

C++ 生成随机小数伪随机数数学库函数

在C++中生成随机小数是一项常见的任务，被广泛应用于各种应用程序中。通过生成随机小数，程序可以模拟许多不同的场景，甚至可以帮助我们在实现复杂的算法时得到更准确的结果。在本文中，我们将探讨几种在C++中生成随机小数的方法。

方法一：使用rand函数

rand()函数是C++中最基本的随机数函数之一。通过调用rand()函数，我们可以在[0, RAND_MAX]之间生成一个随机整数。要生成一个随机小数，我们可以通过除以RAND_MAX来获得（RAND_MAX是定义在stdlib.h头文件中的常数）。例如，下面的代码可以生成一个在[0, 1）范围内的随机小数：


double random = (double)rand() / RAND_MAX;

此方法的缺点是，由于rand()函数使用的是线性同余算法，因此生成的随机数序列具有很强的周期性。在某些应用程序中，这可能会导致重复的随机数序列。

方法二：使用time函数和rand函数

time()函数可以返回当前的时间戳。通过将当前的时间戳作为rand()函数的种子，我们可以生成一个伪随机数序列。这对于生成不同的随机数序列是非常有用的，因为我们可以在每次执行程序时都使用一个不同的时间戳。


#include <cstdlib>
#include <ctime>
int main() {
  srand(time(NULL));
  double random = (double)rand() / RAND_MAX;
  return 0;
}

由于time()函数返回的是一个整数，因此我们需要将其转换为无符号整数，从而使其成为rand()函数的有效种子。

方法三：使用C++11中的随机数库

C++11中引入了一个新的随机数库，称为随机数库。该库提供了一些更高级更复杂的随机数生成器，可以生成更随机更有效的随机数。

以下是一个使用随机数库生成随机小数的示例：


#include <random>
int main() {
  std::random_device rd;
  std::mt19937 gen(rd());
  std::uniform_real_distribution<> dis(0, 1);
  double random = dis(gen);
  return 0;
}

在这个例子中，我们使用了随机设备（默认情况下为系统提供的随机设备），并将其作为生成器的种子。然后，我们使用uniform_real_distribution类来定义一个将值分布在[0, 1]之间的随机分布。最后，我们使用dis(gen)来生成一个随机数。由于使用了更高级的随机数生成器，因此我们生成的随机小数更加随机和均匀分布。

总结

在C++中，我们可以使用随机数函数，时间戳和随机数库中提供的更高级的随机数生成器来生成随机小数。虽然rand()函数是使用频率最高的随机数函数之一，但在某些应用程序中，可能需要使用更高级的随机数生成器，以产生更随机和均匀的随机分布。

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