C++中的随机函数

Question

有没有在指定范围内生成k个随机数的函数。 例如，我想要 5 个介于 0 到 100 之间的随机数，有或没有替换。

Answer 1

是的，C++ 中有一个 rand() 函数，可以在程序中使用它，包括 cstdlib 头文件。 您可以使用以下代码来实现您的程序。

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
int main()
{
  int max {100};
  int min {0};
  int number;
  int count = 5; //assuming that only 10 numbers we need to print
  srand(time(0));
  for(int i=1;i<=count;i++)
  {
      number = rand() % (max - min +1) + min;``
      cout<<number<<endl;
  }
}

Answer 2

例如，您可以使用 Boost 库来生成随机数。 以下代码从 [0, 100] 替换生成 5 个随机数：

#include <vector>
#include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
#include <boost/random/uniform_int_distribution.hpp>

const int numWantedNumbers = 5;

int main()
{
    boost::random::mt19937 generator;
    boost::random::uniform_int_distribution<> distribution(0, 100);
    std::vector<int> result;
    for (int i = 0; i < numWantedNumbers; ++i)
        result.push_back(distribution(generator));
}

如果您想生成不替换的数字，只需检查它们是否是 仍然可用：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
#include <boost/random/uniform_int_distribution.hpp>

const int numWantedNumbers = 5;

int main()
{
    boost::random::mt19937 generator;
    boost::random::uniform_int_distribution<> distribution(0, 100);
    std::vector<int> result;
    while (result.size() < numWantedNumbers)
    {
        int number = distribution(generator);
        if (std::find(result.begin(), result.end(), number) == result.end())
            result.push_back(number);
    }
}

注意：示例中的无放回拒绝采样有一个明显的缺点，即较长的向量很难创建。试着画出 99 100 个数字，看看我的意思（或者更好地从 10000 中抽取 9999）。如果这 是一个问题，我建议创建所有可能数字的随机排列 然后按照要求的大小切割向量：

#include <algorithm>
#include <vector>
#include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
#include <boost/random/uniform_int_distribution.hpp>

const int numWantedNumbers = 5;

int main()
{
    boost::random::mt19937 generator;
    boost::random::uniform_int_distribution<> distribution(0, 100);

    // Generate a vector with all possible numbers and shuffle it.
    std::vector<int> result;
    for (int i = 0; i <= 100; ++i)
        result.push_back(i);
    for (int i = 0; i <= 100; ++i)
    {
        int x = distribution(generator);
        std::swap(result[i], result[x]);
    }

    // Truncate to the requested size.
    result.resize(numWantedNumbers);
}

根据juanchopanza的建议进行编辑：

在 C++11 方式中，最后一个变体看起来像这样

#include <algorithm>
#include <random>
#include <vector>

const int numWantedNumbers = 5;

int main()
{
    std::random_device device;
    std::mt19937 generator(device());
    std::uniform_int_distribution<> distribution(0, 100);

    // Generate a vector with all possible numbers and shuffle it.
    std::vector<int> result;
    for (int i = 0; i <= 100; ++i)
        result.push_back(i);
    std::random_shuffle(result.begin(), result.end());

    // Truncate to the requested size.
    result.resize(numWantedNumbers);
}

g++-4.6 可以愉快地编译它，如果你添加了-std=c++0x 开关。

编辑：使用std::random_shuffle()（坦克到James Kanze）。

Answer 3

您可以将std::generate_n 与rand() 或来自新C++11 random number generators 的生成器一起使用。