C語言之實現隨機數產生算法

C語言之實現隨機數產生算法

隨機數，也就是在不同的時刻產生不同的數值。在UNIX操作系統和window的操作系統上，我們知道有一個函數rand，它就是用來產生隨機數的函數API接口，那麼它的原理如何實現？

如果約定a1=f(seed),an+1=f(an)，那麼可以得到一個序列a1,a2,a3..an，那麼要制作一個偽隨機函數rand，只需要讓它每調用一次就返回序列的下一個元素就行。其實就是相當於第1次調用rand返回a1，第2次返回a2，…，第n次返回an，這樣每次返回的數值都不一樣，也就是相當於隨機數了。但是其實不是真正的隨機數，真正的隨機數是使用物理現象產生的：比如擲錢幣、骰子、轉輪、使用電子元件的噪音、核裂變等等。這樣的隨機數發生器叫做物理性隨機數發生器，它們的缺點是技術要求比較高。

在當前的計算機領域，許許多多的隨機數算法正是基於這樣的原理產生，一般情況下我們在平時使用rand函數的時候，需要種鐘子，也就是種隨機數種子，確保每一次產生的數值不一樣。這時候我們需要一個srand()的函數，然後在一定的時間裡time()函數產生不同的序列。

一般在寫的時候是這樣:srand(time(NULL)) ;這樣就相當於種種子。接下來我們來看一下具體的代碼：

#include 
#include 
static unsigned int randseed;
/* 實現偽隨機數的支持 */
unsigned int Curl_rand(void)
{
  unsigned int r;
  /* 返回一個無符號32位整型的偽隨機數. */
  r = randseed = randseed * 1103515245 + 12345;
  return (r << 16) | ((r >> 16) & 0xFFFF);
}

void Curl_srand(void)
{
  /* 產生隨機的偽隨機數序列。 */
  randseed = (unsigned int) time(NULL);
  Curl_rand();
  Curl_rand();
  Curl_rand();
}

int main(void)
{
	srand();
	unsigned int i ;
	int j = 10;
	printf("產生10個隨機數：\n");
	while(j != 0){
		i = Curl_rand() % 100 ;
		printf("i:%d\n",i);
		j-- ;
	}
	return 0 ; 
} 

如果不用這樣的算法，我們調用系統實現的接口是這樣：

#include 
#include 
#include 

int main(void)
{
	//種種子 
	srand(time(NULL));
	int i ;
	int j ;
	for(i = 0 ; i < 10 ; i ++)
	{
		//產生10個100以內的隨機數 
		j = rand()%100 ;
		printf("j:%d\n",j);
	} 
	return 0 ;
}