C语言区间随机数生成 with srand() & rand() & time()

在用计算机的一些智能算法（GA，PSO，ANN etc.）仿真时经常需要随机生成初始种群（初始样本），看看中的这两个函数的伪随机数生成吧～～～

1. 生成[a,b]之间的一个实数和一个整数

/*
定义函数     int   rand(void);
函数说明     rand()会返回一随机数值，范围在0至RAND_MAX   间。
在调用此函数产生随机数前，必须先利用srand()设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1。
关于随机数种子请参考srand()。
返回值     返回0至RAND_MAX之间的随机数值，RAND_MAX定义在stdlib.h，其值为2147483647。
范例 :
*/
#include
#include

double  doubleRand(double a,double b);
int         intRand(int a,int b);

int main(void)
{
    double i=doubleRand(2.0,9.0);
    int     j=intRand(2,9);
    printf("%f \n",i);
    printf("%d \n",j );

    return 0;
}
double doubleRand(double a,double b)
{
    double r;
    r=(double)rand()/RAND_MAX;
    return a+r*(b-a);
}
int intRand(int a,int b)
{
    return (int)doubleRand(a,b);
}

以上代码中的每个函数只能生成一个随机数，至于为什么呢？

2.生成多个随机数

       之所以rand()每次的随机数都一样是因为rand()函数使用不正确。各种编程语言返回的随机数（确切地说是伪随机数）实际上都是根据递推公式计算的一组数值，当序列足够长，这组数值近似满足均匀分布。如果计算伪随机序列的初始数值（称为种子）相同，则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。这个特性被有的软件利用于加密和解密。加密时，可以用某个种子数生成一个伪随机序列并对数据进行处理；解密时，再利用种子数生成一个伪随机序列并对加密数据进行还原。这样，对于不知道种子数的人要想解密就需要多费些事了。当然，这种完全相同的序列对于你来说是非常糟糕的。要解决这个问题，需要在每次产生随机序列前，先指定不同的种子，这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。你可以在调用rand()函数之前调用srand(   (unsigned)time（NULL))，这样以time函数值（即当前时间）作为种子数，因为两次调用rand函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。你也可以使用srand函数来人为指定种子数。

好，那按照这样，我就这样写～～～

#include
#include
#include

int main()
{
    for(int   i=0;i <100000;i++)
    {
        srand(   (unsigned)time(   NULL   )   );
        printf("%d\n",rand() );
    }
    return 0;
}

答：你的程序是有问题的，你每产生一个随机数之前，都调用一次srand，而由于计算机运行很快，所以你每次用time得到的时间都是一样的（time的时间精度较低，只有55ms）。这样相当于使用同一个种子产生随机序列，所以产生的随机数总是相同的。

 

你应该把srand放在循环外：

/*
#include
void srand(unsigned seed);
#include
time_t  time(time_t *time);
*/
#include
#include
#include

int main()
{
    int i;
     //以当前系统时间作为种子
    srand(   (unsigned)time(   NULL   )   );
    for(i=0;i <10;i++)
    {
        printf("%d\n",rand() );
    }
    return 0;
}

3. 若要不重复呢？即种群中的粒子都是不同的～～～

先来个最笨的办法：就是我拿一个数组来存你生成的随机数，一个一个放进来，边放边检查，这样的复杂度随着个数成阶层增长～～～且时间是不可预测的，这对RTOS是不好的消息～～～

但是简单好实现，走一个先～～～

#include
#include
#include
#define MAX_NUM 10000
/*when insert a Rand_Num then check it*/
int check(int a[],int i)
{
    int j;
    for(j=0;j
        if(*(a+j)==*(a+i))
            return 0;
    return 1;
}
int main()
{
    int i;
    int a[MAX_NUM];
     //以当前系统时间作为种子
    srand(   (unsigned)time(   NULL   )   );
    for(i=0;i <10;i++)
    {
        a[i]=rand();
        if (check(a,i)==0)
        {
            i--;
            continue;      //the number is the same with of one of the array number,so once again
        }
        printf("%d\n",a[i] );
    }
    return 0;
}

这个和洗牌算法很类似，但没有那么分牌规则那么严格，应用的地方不同～～～

 

话说其实，种群产生的粒子很多情况下可以可以重复（与具体问题模型有关）～～～

那么不笨的方法呢？这个不像洗牌算法那么多规则，再想想～～～

好了，至少PSO的粒子可以产生了～～～：）

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