随机数
在很多编程场景中，我们都需要用到随机数，例如抽奖程序、游戏机制、测试数据等。在 C 语言中，我们可以使用标准库函数 rand() 来生成随机数。
一、rand()：生成随机整数
函数原型：
#include
int rand(void);
返回一个 [0, RAND_MAX] 之间的整数（RAND_MAX 通常为 32767）；
每次运行程序生成的随机数默认是固定的序列。
示例：
#include
#include
int main(void) {
int r = rand();
printf("随机数：%d\n", r);
return 0;
}
多次运行上面的代码，输出结果是一样的 —— 这是因为没有设置“种子”。
二、srand()：设置随机数种子
为了让每次程序运行时生成的随机数不同，需要使用 srand() 设置随机种子。
典型用法：
#include
#include
int main(void) {
srand(time(NULL)); // 设置种子为当前时间
printf("随机数：%d\n", rand());
return 0;
}
time(NULL) 返回当前的时间戳；
srand() 通常只在程序开始时调用一次；
使用相同种子，rand() 会生成相同的随机数序列。
三、生成指定范围的随机数
通用公式：
rand() % (max - min + 1) + min;
示例：生成 1 到 100 之间的随机数
#include
#include
#include
int main(void) {
srand(time(NULL)); // 初始化种子
int r = rand() % 100 + 1; // [1, 100]
printf("随机数：%d\n", r);
return 0;
}
四、生成浮点随机数
C 标准库不直接支持浮点型随机数，可以手动转化。
示例：生成 [0.0, 1.0) 之间的随机浮点数
#include
#include
#include
int main(void) {
srand(time(NULL));
float r = (float)rand() / (RAND_MAX + 1.0f);
printf("随机小数：%f\n", r);
return 0;
}
五、常见用法示例
1. 模拟掷骰子（1~6）
int dice = rand() % 6 + 1;
2. 生成 n 个 0~99 的随机数
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", rand() % 100);
}
3. 随机选择数组元素
char *colors[] = {"red", "green", "blue"};
int index = rand() % 3;
printf("随机颜色：%s\n", colors[index]);
六、常见误区与注意事项
误区/问题
原因说明
解决方案
每次运行结果都相同
没有调用 srand() 设置种子
添加 srand(time(NULL))
每次循环中都调用 srand
每次种子相同，导致数值相同
srand() 只需调用一次
rand() % n 非均匀分布
rand() 低位不够随机，尤其在非 2^n 的范围内
可使用更复杂的算法生成均匀分布（例如 Mersenne Twister）
七、完整练习示例：生成 10 个 1~50 的随机数
#include
#include
#include
int main(void) {
srand(time(NULL));
printf("生成 10 个 [1, 50] 的随机数：\n");
for (int i = 0; i < 10; i++) {
int r = rand() % 50 + 1;
printf("%d ", r);
}
printf("\n");
return 0;
}
小结
函数
作用
rand()
生成伪随机整数
srand()
设置随机种子
time()
获取时间戳（常用于种子）
rand() % n + x
生成指定范围内的数
rand() 生成的是伪随机数，安全性不高；
仅适用于一般用途，不建议用于加密或高强度随机性需求。