一、隨機數

　　以前學C語言的時候感覺隨機數沒啥用的，現在想想是自己無知啦，在幫人做一個專案的時候發現隨機數還是相當有用的，我們可以利用隨機數來生成大量的測試資料。

　　有兩種方法可以讓你的程式每次執行結果不同：

1.讓使用者輸入不同的資料（或者從檔案中讀取不同的資料）；
2.對使用者輸入的相同資料採取不同的處理方式，使其執行結果不同。

　　大多數情況下，第一種方法是非常好的，使用者總是希望他們程式的結果是可預測的。比如當編寫一個文字編輯器或者網頁瀏覽器時，你會希望程式在使用者每次輸入一段文字或網址時執行同樣的操作，而不是由瀏覽器隨機決定訪問哪個頁面，除非是使用StumbleUpon1。
1StumbleUpon是一個能讓你“偶遇”有趣網頁的網站：http://www.stumbleupon.com/。

　　但在某些情況，每次執行相同操作並不是一個好的處理方式。例如，很多電腦遊戲依賴隨機，俄羅斯方塊便是一個典型的例子，如果每次遊戲方塊的下落順序都相同，使用者便會記住下落順序，因為可以預測接下來會出現什麼方塊，所以得分會一次比一次高。最後遊戲和背誦圓周率的千位小數沒啥不同。為了讓俄羅斯方塊遊戲更有意思，程式需要隨機選擇下一次方塊的形狀和朝向。

　　為了實現這個功能，計算機需要生成隨機數。因為計算機會準確執行命令，當我們執行相同的操作時計算機總會返回同樣的結果。這就很難生成真正的隨機數。不過沒有必要生成真的隨機數。生成像隨機數的數也能達到目的，這就是偽隨機數。

　　要生成偽隨機數，計算機需要一個種子

　　C++提供了所有的功能。你無需關心數學轉換，C++中有相關的函式實現。所有你要做的只是提供隨機種子，使用當前時間作種子即可。讓我們看一下細節：

1.1 隨機數的產生

　　C++有兩個函式，一個是設定隨機種子，另一個是用種子產生隨機數：

1 void srand (int seed);

　　srand函式將某個數字設定為種子。在程式開頭處需要呼叫一次srand。使用srand的典型方法是把time函式的結果作為引數，time函式返回一個代表當前時間的數值。

　　time函式返回從1970年1月1日起到現在的秒數。這個規則源自於Unix作業系統，有時它稱為Unix time。大多數情況下，時間儲存在32位有符號整型中。

　　隨著時間的增加，秒數會超過整型可表示的範圍，最後將以負數結尾表示過去的時間。超過整型數的現象將發生在2038年，它引起了對“2038年問題”（Year2038 Problem）的討論，使用Unix time的計算機程式將會把2038年當做1901年處理。詳情請參考：
　　http://en.wikipedia.org/wiki/Year_2038_problem。

1 srand ( time ( NULL ) );

　　目前你不用瞭解NULL引數，先就照著這麼寫；

　　如果連續呼叫srand，程式會反覆地更新隨機數發生器種子，因為連續呼叫的時間序列非常相近，生成的隨機數也會很相近。（使用srand必須包含cstdlib標頭檔案，使用time函式必須包含ctime標頭檔案。
　　

1 #include <cstdlib>
2 #include <ctime>
3 int main ()
4 {
5 　　//在最開始處呼叫一次
6 　　srand( time( NULL ) );
7 }

　　參照下面原型呼叫rand函式來獲取隨機數。

1 int rand ();

　　注意rand函式沒有任何引數，僅有一個返回值。讓我們將返回值輸出出來。

 1 #include <cstdlib>
 2 #include <ctime>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int main ()
 6 {
 7 　　//在最開始處呼叫一次
 8 　　srand( time( NULL ) );
 9 　　cout << rand() << '\n';
10 }

　　C++有一個返回除法餘數的操作符（如4/3商為1，餘數為1）——模數運算子。如果你沒有注意到也不要緊，人們總是自動遮蔽數學函式。但模數非常有用。因為被4整除的餘數的範圍是0~3。如果用rand函式返回的隨機數除以所需數字的範圍長度（即範圍內數的數量），便會獲得0到最大範圍之間的值（不包含最大值）。

 1 #include <ctime>
 2 #include <cstdlib>
 3 #include <iostream>
 4 using namespace std;
 5 int randRange (int low, int high)
 6 {
 7 　　//先獲取隨機數，再處理得到從0到所需數字範圍長度的值，然後加上最小值
 8 　　return rand() % ( high - low + 1 ) + low;
 9 }
10 int main ()
11 {
12 　　srand( time( NULL ) );
13 　　for ( int i = 0; i < 1000; ++i )
14 　　{
15 　　cout << randRange( 4, 10 ) << '\n';
16 　　}
17 }

　　這段程式有兩點需要注意的地方。首先，我們必須對high-low加1，舉例說明原因，設想目標範圍是0到10，當中有11種可能出現的值。減法獲得的是兩個值之間的差值，比範圍內值的數量少1，因此必須加1。其次，注意我們需要加上目標範圍的最小值，設想如果想獲取10到20之間的數，通過上面的方法只能獲取0到10之間的隨機數，再加10才能將範圍設定到10到20之間。

參考文獻：c++現代程式設計方法

小結：

　　-我們產生隨機數不用自己去編寫數學變換公式，直接呼叫兩個隨機函式

　　-time(NULL)返回當前距離1970年的秒數，將其作為引數傳遞給srand生成隨機種子；

　　-rand()生成隨機數，無形參，每呼叫一次返回值一個