C語言中的隨機數生成是通過偽隨機數算法實現的。偽隨機數算法是一種確定性算法,它根據一個初始種子值生成一系列看似隨機的數值序列。
C語言中的隨機數生成函數是rand(),它根據當前的種子值生成一個偽隨機數,并且將種子值更新為下一個值。rand()函數生成的數值范圍是0到RAND_MAX之間,RAND_MAX是一個宏定義,它表示生成隨機數的最大值。
rand()函數的工作原理是基于線性同余生成器(linear congruential generator)的算法。它使用一個線性方程來計算下一個隨機數,具體公式為:
next = (previous * a + c) % m
其中,previous是當前種子值,next是生成的隨機數,a、c和m是固定的常數。這些常數的選擇對于生成的隨機數序列的質量和分布非常重要。
在程序中,一般需要先設置種子值,可以使用srand()函數將一個特定的值作為種子值傳遞給rand()函數。如果不手動設置種子值,rand()函數會使用一個默認的種子值。為了獲取更高質量的隨機數序列,可以使用當前時間作為種子值,例如:
srand(time(NULL));
這樣可以保證每次運行程序時,種子值都不同,從而生成不同的隨機數序列。