C语言 - 随机数生成器

Question

我该如何生成一个在0和1之间的随机数？

- tm1

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真正的随机还是伪随机？ - tvanfosson

@tm1 -- 伪随机数仅近似于随机数的属性，并不一定适用于需要真正随机性的应用，例如密码学。请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudorandom_number_generator以获取解释。 - tvanfosson

@KennyTM 你有骰子，其面可以相加得到0到1之间的任何实数？令人印象深刻。 - Tyler McHenry

重复多次：https://dev59.com/wUjSa4cB1Zd3GeqPG596 https://dev59.com/n3RA5IYBdhLWcg3wzhNY https://dev59.com/NnM_5IYBdhLWcg3w6X5e 等等。顺便说一下，@tm1，我发现通过这个搜索 http://stackoverflow.com/search?q=[c]+random+number。 - dmckee --- ex-moderator kitten

@N1.1 严格来说，这并不重要 :) - Alexei Averchenko

Answer 1

您可以使用stdlib.h来生成伪随机数。只需包含 stdlib，然后调用

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

- Mark Elliot

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参考值将在[0.0，1.0]范围内，即包括0.0和1.0。 - Philip Potter

最重要的是，它很可能不会公平！在许多实现中，区间[0.0, 1.0]包含的元素数量超过了RAND_MAX。 （在C语言中，区间[0.0, 1.0]是一个可数有限集合。） - MSalters

@MSalters，这是一个有趣的问题，你对解决方案有什么想法吗？ - Mark Elliot

这真的取决于应用程序。首先要认识到的是，集合 [0.00，0.01] 包含的元素比集合 [0.99，1.00] 多得多。这是因为 1E-100>0 但是 1-1E-100 == 1。对于许多应用程序，可以通过设置 p(x) = 1.0/(_nextafter(x)-x); 来抵消这种影响，尽管这在技术上适用于范围 [0.0，1.0)。结果是 p(x) 取决于 x，但是 SUM[0<=i < x](p(i)) == x。 - MSalters

噢，而且通常这并不重要 - 许多应用程序即使使用double arr[11] = {0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0 }; return arr[rand % 11];也可以正常工作。 - MSalters

Answer 2

假设 OP 希望得到 0 或 1：

srand(time(NULL));
foo = rand() & 1;

受评论启发的修改： 旧的rand()实现有一个缺陷 - 低位比高位的周期要短得多，因此在这种实现中使用低位并不好。 如果您知道您的rand()实现存在此问题，请使用高位，像这样：

foo = rand() >> (sizeof(int)*8-1)

在假定每字节有8位的普通体系结构下

- qrdl

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你应该移位 rand() 的结果，以解决线性同余生成器的问题。 - Christoph

谁说 rand() 使用了所有的32位？例如在MSVC上，RAND_MAX 是0x7fff（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2dfe3bzd%28VS.80%29.aspx）。请注意，这个翻译保留了原文中的所有信息和意思，同时使其更加通俗易懂。 - kennytm

如果您使用 rand() >> (sizeof(int)*CHAR_BIT-1)，则无需假定每个字节为8比特。 - Philip Potter

使用任意移位 (rand() >> RAND_SHIFT) & 1 并在编译时检查 RAND_MAX > (1 << RAND_SHIFT)；或者，如果 RAND_MAX 的形式为 2^n - 1，则可以使用 rand() / ((RAND_MAX + 1) >> 1) 来获取最高有效位；你可以再次通过 (RAND_MAX & (RAND_MAX + 1)) == 0 在编译时进行检查。 - Christoph

@MSalters：使用rand() / (RAND_MAX + 1)不是总会得到0吗？ - kennytm

Answer 3

man 3 drand48 恰好符合您的要求。

drand48() 和 erand48() 函数返回非负的双精度浮点数，均匀分布于区间 [0.0, 1.0]。

这些函数可在 UNIX 平台上的 #include <stdlib.h> 中找到。但它们不在 ANSI C 中，因此（例如）在 Windows 上找不到它们，除非您自己带来实现（例如 LibGW32C）。

- ephemient