C++ 提供了一組函式以生成和使用隨機數字。隨機數字就是從一組可能的值中進行隨機選擇而獲得的一個值。該組中的值都有相同的被選中的機率。

C++ 庫有一個名為 rand() 的函式，每次呼叫該函式都將返回一個非負整數。要使用 rand() 函式，必須在程式中包含標頭檔案。以下是其用法示例：

randomNum = rand();

但是，該函式返回的數字其實是偽隨機數。這意味著它們具有隨機數的表現和屬性，但實際上並不是隨機的，它們實際上是用演算法生成的。

該演算法需要一個起始值，稱為種子，以生成數字。如果沒有給出一個種子，那麼它將在每次執行時產生相同的數字流。下面的程式說明了這一點：

//This program demonstrates what happens in C++ if you
// try to generate random numbers without setting a "seed".
#include <iostream>
#include <cstdlib>// Header file needed to use rand
using namespace std;
int main()
{
    // Generate and printthree random numbers
    cout << rand() << " ";
    cout << rand() << " ";
    cout << rand() << endl ;
    return 0;
}
 

第1次執行輸出結果：
41 18467 6334
第2次執行輸出結果：
41 18467 6334

要在每次執行程式時獲得不同的隨機數字流，則必須為隨機數生成器提供一個種子以開始。在 C++ 中，這是通過呼叫 srand 函式完成的。

在 rand 被呼叫之前，srand 函式要先被呼叫，並且 srand 在整個程式中僅被呼叫一次。

// This program demonstrates using random numbers when a
// "seed" is provided for the random number generator.
#include <iostream>
#include <cstdlib> // Header file needed to use srand and rand
using namespace std;
int main()
{
    unsigned seed;  // Random generator seed
    // Get a nseed" value from the user
    cout << "Enter a seed value: ";
    cin >> seed;
    // Set the random generator seed before calling rand()
    srand(seed);
    //Now generate and print three random numbers
    cout << rand() << " ";
    cout << rand() << " ";
    cout << rand() << endl;
    return 0;
}
 

第1次執行結果：
Enter a seed value: 19
100 15331 209
第2次執行結果：
Enter a seed value: 171
597 10689 28587

程式中，第 9 行中建立的用於儲存種子的變數 seed 被宣告為 unsigned 無符號型別。這個資料型別只儲存非負整數。這是 srand 函式在呼叫時期望接收的資料型別，因此使用 unsigned 變數型別可以保證不會將負數傳送給 srand。從程式的輸出可以看出，每次程式使用不同的種子執行時，都會生成不同的隨機數字流。然而，如果再次使用 19 或 171 作為種子執行程式，則將獲得與第一次完全相同的數字。

程式的第 12 行中，使用 cin 從使用者的輸入獲取隨機數生成器種子的值。實際上，獲取種子值的另一個常見做法是呼叫 time 函式，它是 C++ 標準庫的一部分。

time 函式返回從 1970 年 1 月 1 日午夜開始到現在逝去的秒數，因此每次執行程式時，它都將提供不同的種子值。下面程式演示了 time 函式的用法。請注意，在呼叫它時必須給它傳遞一個引數 0。同時程式中包含一個新的標頭檔案 ctime，此標頭檔案是使用 time 函式所必需的。

//This program demonstrates using the C++ time function
//to provide a nseed,T for the random number generator.
#include <iostream>
#include <cstdlib> // Header file needed to use srand and rand
#include <ctime> // Header file needed to use time
using namespace std;
int main()
{
    unsigned seed;  // Random generator seed
    // Use the time function to get a "seed” value for srand
    seed = time(0);
    srand(seed);
    // Now generate and print three random numbers
    cout << rand() << " " ;
    cout << rand() << " " ;
    cout << rand() << endl;
    return 0;
}

程式輸出結果：
2961 21716 181

限制隨機數的範圍
有時程式需要一個特定範圍內的隨機數。要將隨機數的範圍限制在 1 和某個最大值 max 之間的整數，可以使用以下公式：
number = rand() % max + 1;

例如，要生成 1〜6 的隨機數來代表骰子的點數，則可以使用以下語句：
dice = rand() % 6 + 1;

這裡簡單介紹一下其工作原理。求餘數運算子（％）可以獲得整除之後的餘數。當使用通過 rand 函式返回的正整數除以6時，餘數將是 0〜5 的數字。因為目標是 1〜6 的數字，所以只需要給餘數加 1 即可。

這個想法可以擴充套件到任意範圍內的隨機數，其通用公式如下：
number = (rand()%(maxValue - minValue +1)) + minValue;

在上述公式中，minValue 是範圍內的最小值，而 maxValue 則是範圍內的最大值。例如，要獲得 10〜18 的隨機數，可以使用以下程式碼給變數 number 賦值：

const int MIN_VALUE = 10;
const int MAX_VALUE = 18;
number = rand() % (MAX_VALUE - MIN_VALUE + 1) + MIN_VALUE;

在上述程式碼中，（MAX_VALUE - MIN_VALUE + 1）的值為 9，這是目標範圍內整數的個數。餘數運算子（％）返回的值是 0〜8 的數字，再用它加上 MIN_VALUE（也就是 10），即可獲得 10〜18 的隨機數。