rand() 在 C 中有多独特？答案

【问题标题】：How unique is rand() in C?rand() 在 C 中有多独特？
【发布时间】：2012-09-06 21:15:59
【问题描述】：

我将rand() 用于需要唯一值的 6 位字段。我做得对吗？

概率是多少，rand() 可以在连续或频繁调用时给我类似的值？

当我使用 rand() 时，它是独一无二的。但是，当我打电话给srand(time(NULL)) 或srand(clock()) 时，返回了相同的号码。似乎，它对我来说是相反的。还是这样？

【问题讨论】：

您应该只调用一次srand。这就是伪随机数序列的种子。
RAND_MAX 需要有 15 个“活动位”。在最坏的可能实现中，只有 32K 个不同的值。好消息：现在大多数实现都更好了。
@wildplasser 尽管rand()/srand() 按照您的comment 执行是合理的，但不幸的是，C 没有指定“只有（至少）32K 个不同的值”，只有值的范围 - 他们需要并非全部发生。

标签： c random unique uniqueidentifier

【解决方案1】：

rand() 返回介于 0 和 RAND_MAX 之间的值。由于它是离散的均匀分布，因此重复数字的概率为 1/(RAND_MAX+1)，因此无法保证唯一性。

srand(seed) 初始化您的随机数生成器，以便每次从rand() 获得的数字序列都是相同的，因为您每次都使用seed 对其进行初始化。

在您的示例中，seed = time(NULL) 是从 1970 年 1 月 1 日起经过的秒数，因此确保了不同的种子，因此每次调用 srand(time(NULL)) 时都有不同的随机数序列（假设它不是在同一秒）。

【讨论】：

【解决方案2】：

随机数是随机的，而不是唯一的。就像掷骰子的情况一样，您可以连续掷出几个六，您的rand 有时可以（并且应该）给您相同的数字。

为了确保数字是唯一的，请构建一个集合，在其中注册您已经添加的每个数字。当一个随机数出现不止一次时，扔掉第二个，然后去寻找下一个。

【讨论】：

【解决方案3】：

正如其他人指出的那样，不能保证唯一性。但是，您可能会看到重复的数字，因为您错误地使用了 srand() 和 rand()。

srand() 用于播种随机数生成器。这意味着在调用 srand 之后对 rand() 的一系列调用将产生一系列特定的值。如果您使用相同的值调用 srand()，则 rand() 将产生相同系列的值（对于给定的实现，不同实现之间无法保证）

int main() {
    srand(100);
    for(int i = 0; i<5; ++i)
        printf("%d\n",rand());

    printf("\nreset\n\n");

    srand(100);
    for(int i = 0; i<5; ++i)
        printf("%d\n",rand());

}

对我来说，这会产生：

time() 和 clock() 返回时间，但如果你调用它们的速度足够快，那么返回的值将是相同的，所以你会从 rand() 中得到相同的一系列值。

此外，rand() 通常不是一个很好的随机数生成器，使用它通常意味着您必须将一系列数字转换为您实际需要的分布。你应该找到一个不同的随机源，要么学习正确的方法来产生你想要的分布，要么使用一个可以为你做的库。（例如，产生 0 到 N 之间的“随机”数字的一种常用方法是 rand() % N，但这并不是最好的方法。

C++ 在<random> 中提供了一个更好的随机数库。它提供了不同的 PRNG 算法，例如 linear_congruential、mersenne_twister，甚至可能提供加密安全的 RNG（取决于实现）。它还提供了用于生成各种分布的对象，例如应避免rand() % N 中的错误的uniform_int_distribution。

【讨论】：

【解决方案4】：

rand() 在连续或频繁调用时可以给我类似的值的几率是多少？

rand 的算法在 C 中未指定。rand 返回的数字的随机性质量也是如此。

【讨论】：