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C++如何生成随机数

2023-07-05 06:58:18 深夜i -- --

C++ 随机数生成

在程序设计中，随机数是一个非常重要的概念，它可以用于各种场景，如密码生成、游戏设计等。在C++中，生成随机数也是一个常见的需求，下面我们来了解一下C++如何生成随机数。

C++中生成随机数的方法主要有两种，一种是使用C++标准库中的函数，另一种是使用操作系统提供的随机数生成器。

使用C++标准库中的函数生成随机数非常方便，只需要包含头文件，然后调用rand()函数即可。rand()函数会返回一个0到RAND_MAX的随机整数。为了得到一个指定范围内的随机数，需要用到取余运算。比如，要得到1到100之间的随机整数，可以使用如下代码：


#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
  srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子
  int num = rand() % 100 + 1; // 生成1到100的随机整数
  cout << "Random number: " << num << endl;
  return 0;
}

在上面的代码中，srand()函数用于初始化随机数种子，它需要传入一个unsigned int类型的参数。如果不指定参数，那么种子将会使用系统时间来生成，这样每次程序运行时都会得到不同的随机数。rand() % 100 + 1表示生成1到100之间的随机整数。

另外，C++11引入了一个更为方便的随机数库，可以使用头文件中的random_device和mt19937类来生成随机数，代码如下：


#include <iostream>
#include <random>
int main()
{
  std::random_device rd;
  std::mt19937 gen(rd());
  std::uniform_int_distribution<> dis(1, 100);
  int num = dis(gen);
  std::cout << "Random number: " << num << std::endl;
  return 0;
}

以上是使用C++标准库中的函数和类来生成随机数。除此之外，操作系统也提供了自己的随机数生成器，可以通过系统调用来访问。比如，在Linux系统中可以使用/dev/random和/dev/urandom这两个伪随机数设备文件来生成随机数，代码如下：


#include <iostream>
#include <fstream>
int main()
{
  std::ifstream file("/dev/random", std::ios::binary);
  int num = 0;
  file.read(reinterpret_cast<char*>(&num), sizeof(int));
  file.close();
  std::cout << "Random number: " << num << std::endl;
  return 0;
}

以上是C++生成随机数的几种方法，可以根据需要选择不同的方式来生成随机数。总的来说，C++标准库提供了方便的随机数生成函数和类，同时操作系统也提供了底层的随机数生成设备，我们可以根据具体场景来选择使用哪种方式。

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