生成随机数 - C++中的srand函数

Question

我在使用srand时遇到了麻烦。

我正在尝试生成一个100到200之间的随机数。

这个数字将不断被生成并放置在一个数组中。一旦再次调用该方法，需要重新生成相同序列的随机数。

因此，我需要一个种子，无论我尝试什么，似乎都无法使其正常工作。

我不是在寻找任何人编写代码，而只是想展示生成这些数字的正确格式。

更新

我有一个火车对象，其中包含一个链表（链表中的每个位置都是一个车厢）。

每个火车的车厢数量需要在100到200之间随机。

每个车厢中的煤量需要在1000到2000之间随机。

我正在尝试实现一个模拟器类，它将创建一个具有随机车厢数量和包含随机数据量的火车。

希望这更加清晰明了。

我在如何实现上遇到了困难。

- deepseapanda

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如果您需要再次使用相同的序列，何必再次调用该函数呢？在第一次调用时将其存储在容器中并重复使用即可。 - Mahesh

发布你所拥有的相关代码部分，有人应该能够修复任何不起作用的部分。 - Mat

Answer 1

如果你只想重复一个任意的序列，可以使用srand()函数设置相同的参数来生成相同的随机数序列。

例如：

pax$ cat qq.c
#include <iostream>
#include <cstdlib>

int main (void) {
    srand (42);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int x = 100 + (rand() % 101);
        std::cout << x << std::endl;
    }
    std::cout << "=====" << std::endl;
    srand (42);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int x = 100 + (rand() % 101);
        std::cout << x << std::endl;
    }
    return 0;
}

pax$ g++ -o qq qq.cpp ; ./qq
163
166
148
137
149
=====
163
166
148
137
149

- paxdiablo

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这不会导致随机分布。 - sehe

@sehe，对于大多数目的来说，这已经足够接近了，只是 int 范围的顶端会稍微偏移一些结果，因为该范围通常不是 101 的精确倍数。无论如何，那只是一个“示例”，问题与如何重现运行有关，而不是提供完美分布的样本。 - paxdiablo

Answer 2

尝试这个。

void srand ( unsigned int seed );

如果种子设置为1，则生成器将重新初始化为其初始值，并产生与调用rand或srand之前相同的值。

- Rahul Juyal

Answer 3

如前所述，您可以通过使用相同的种子多次对 srand 进行播种。

srand(1234); // magic number

// .... 

srand(1234); // magic number again

rand() 的输出将从之前的同一点重新开始。

顺便说一下，我建议不要在 rand() 上使用模运算符，因为它不会产生均匀分布的值。相反，您可以使用以下辅助程序在整数范围内获取随机值：

int randRange(int M, int N)
{
     // see http://eternallyconfuzzled.com/arts/jsw_art_rand.aspx
     return M + rand() / ( RAND_MAX / ( N - M ) + 1 );
}

int nextrand = randRange(100,200);

请参阅Julienne Walker的Eternally Confuzzled文章以获取更多背景信息，也可以了解种子。

C++选项

上述方法的缺点是生成完全是顺序的（您不能同时拥有两个随机生成器实例）。既然您使用的是C++，为什么不使用它呢！

您可以使用tr1或c++0x/c++11¹uniform_int_distribution：

#include <random>
#include <functional>

std::uniform_int_distribution<int> distribution(100, 200);
std::mt19937 engine; // Mersenne twister MT19937

int nextrand  = distribution(engine);

一个即时的优势是，您可以同时拥有多个引擎生成相同的序列（请参见示例）。

正如您所看到的，您也可以像使用srand一样对生成器进行种子设置，例如：engine(1234)。 在以下网址上查看示例实时效果：

• C++03 与 boost: https://ideone.com/FC4xm

  #include <boost/random.hpp>
  #include <boost/random/uniform_int.hpp>
  
  int main()
  {
      boost::mt19937 engine1(1234);
      boost::mt19937 engine2(1234);
      boost::uniform_int<> dist(100,200);
  
      for (int i=0; i<20; i++)
      {
           std::cout << dist(engine1) << " is equal to " << dist(engine2) << std::endl;
      }
  }
  

• C++0x http://ideone.com/467Aj
  _{还演示了一些语法糖：}

  auto generator = std::bind(distribution, engine);
  nextrand = generator(); // 更方便的使用
  

¹ 如果你使用C++03，可以使用Boost.Random库。

- sehe

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我重写了我的答案，因为一个完美的答案得到了负评。我猜我没有很好地传达信息。我希望我的编辑有所帮助。 - sehe