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2023-07-05 09:00:06 深夜i -- --

C++ 生成随机数公式

在C++编程语言中，生成随机数是一项常用的操作，可以用于众多场景，如模拟游戏、加密算法、随机抽样等。C++提供了多种方法来生成随机数，其中最常用的是利用rand函数生成伪随机数。

rand函数是C++标准库中提供的伪随机数生成函数，其返回的值是一个0到RAND_MAX之间的整数。RAND_MAX是一个宏定义，其值通常是32767或2147483647。为了得到一个更广范围的随机数，我们需要将返回值映射到我们所需要的范围内。下面介绍两种常用的映射随机数的方法。

第一种方法是将rand函数返回的值进行缩放，以适应我们所需要的范围。假设我们需要生成0到100之间的随机数，则可以使用以下公式：


int scale = 100;
int random_num = rand() % (scale + 1);

该公式首先定义了一个缩放因子scale，然后用rand函数返回的值取模操作得到0到RAND_MAX之间的余数，并将其缩小到0到scale之间。这样，random_num就可以在0到100之间生成随机数。

第二种方法是使用C++11中的随机数生成器，即生成更高质量的随机数。使用C++11中的随机数生成器需要包含头文件，并使用std::mt19937种子来初始化，如下所示：


#include <random>
std::random_device rd{};
std::mt19937 gen{rd()};
std::uniform_int_distribution<> range0;
int random_num = range(gen);

该方法中，我们使用了std::mt19937种子来初始化随机数生成器，并使用std::uniform_int_distribution<>来限制生成的随机数在0到100之间。每次调用range(gen)都将生成一个随机数。

无论哪种方法，生成伪随机数都需要在程序运行时提供种子，以保证每次生成的随机数都是独立的。一般来说，我们可以使用系统时间来作为种子，从而得到更加随机的结果，如下所示：


#include <cstdlib>
#include <ctime>
srand(time(nullptr));

该方法使用srand函数将当前系统时间作为种子，以保证每次执行程序生成的随机数都不一样。

总的来说，C++生成随机数的公式不仅可以帮助我们在编程中生成随机数，更可以提高程序的安全性和稳定性。在实际运用中，我们应该根据需要选择不同的方法生成随机数。

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