如何在 C++ 中创建随机字母数字字符串？

Question

我想创建一个由字母数字字符组成的随机字符串。我希望能够指定字符串的长度。

如何在 C++ 中做到这一点？

Answer 1

标准库中最合适的函数是std::sample:

#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <random>
#include <string>
#include <iostream>

static const char charset[] = 
    "0123456789"
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
    "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

template<typename URBG>
std::string gen_string(std::size_t length, URBG&& g) {
    std::string result;
    result.resize(length);
    std::sample(std::cbegin(charset), 
                std::cend(charset),
                std::begin(result),
                std::intptr_t(length),
                std::forward<URBG>(g));
    return result;
}

int main() {
    std::mt19937 g;
    std::cout << gen_string(10, g) << std::endl;
    std::cout << gen_string(10, g) << std::endl;
}

随机数生成器的状态应保持在调用之间的函数之外。

Answer 2

Mehrdad Afshari 的 answer 可以解决问题，但我发现它对于这个简单的任务来说有点过于冗长。查找表有时可以创造奇迹：

#include <ctime>
#include <iostream>
#include <unistd.h>

std::string gen_random(const int len) {
    static const char alphanum[] =
        "0123456789"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
        "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    std::string tmp_s;
    tmp_s.reserve(len);

    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        tmp_s += alphanum[rand() % (sizeof(alphanum) - 1)];
    }
    
    return tmp_s;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    srand((unsigned)time(NULL) * getpid());     
    std::cout << gen_random(12) << "\n";        
    return 0;
}

注意randgenerates poor-quality random numbers。

Answer 3

又一次改编，因为没有一个答案能满足我的需要。

首先，如果使用rand() 生成随机数，那么每次运行都会得到相同的输出。随机数生成器的种子必须是某种随机的。

使用 C++11，您可以包含 random 库，并且可以使用 random_device 和 mt19937 初始化种子。这个种子将由操作系统提供，它对我们来说足够随机（例如，时钟）。您可以指定要包含的范围边界（在我的情况下为 [0,25]。

我只需要小写字母的随机字符串，所以我使用了char 加法。字符池方法不适合我。

#include <random>    
void gen_random(char *s, const int len){
    static std::random_device rd;
    static std::mt19937 mt(rd());
    static std::uniform_int_distribution<int> dist(0, 25);
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        s[i] = 'a' + dist(mt);
    }
    s[len] = 0;
}

Answer 4

您可以使用 random() 方法生成基本随机字符串。 下面的代码生成一个由小写字母、大写字母和数字组成的随机字符串。

String randomStrGen(int numChars){
  String genStr="";
  int sizeStr=0;
  
  while(sizeStr<numChars){
    int asciiPos= random(48,122);
    if((asciiPos>57 && asciiPos<65) || (asciiPos>90 && asciiPos<97))
      continue;
    genStr+=(char) asciiPos;
    sizeStr++;
  }
  
  return genStr;
}

如果需要更安全的随机数生成器，只需将 random() 函数替换为更安全的。

此外，还可以通过将 ASCII 限制 (48,122) 更改为另一个自定义值来调整可能生成的字符

Answer 5

与其手动循环，不如使用适当的C++ algorithm，在本例中为std::generate_n，带有proper random number generator：

auto generate_random_alphanumeric_string(std::size_t len) -> std::string {
    static constexpr auto chars =
        "0123456789"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
        "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
    thread_local auto rng = random_generator<>();
    auto dist = std::uniform_int_distribution{{}, std::strlen(chars) - 1};
    auto result = std::string(len, '\0');
    std::generate_n(begin(result), len, [&]() { return chars[dist(rng)]; });
    return result;
}

这接近于我称之为该问题的“规范”解决方案。

很遗憾，correctly seeding a generic C++ random number generator (e.g. MT19937) is really hard。因此，上面的代码使用了一个辅助函数模板，random_generator：

template <typename T = std::mt19937>
auto random_generator() -> T {
    auto constexpr seed_bytes = sizeof(typename T::result_type) * T::state_size;
    auto constexpr seed_len = seed_bytes / sizeof(std::seed_seq::result_type);
    auto seed = std::array<std::seed_seq::result_type, seed_len>();
    auto dev = std::random_device();
    std::generate_n(begin(seed), seed_len, std::ref(dev));
    auto seed_seq = std::seed_seq(begin(seed), end(seed));
    return T{seed_seq};
}

这是复杂且相对低效的。幸运的是，它用于初始化 thread_local 变量，因此每个线程只调用一次。

最后，上述必要的包括：

#include <algorithm>
#include <array>
#include <cstring>
#include <functional>
#include <random>
#include <string>

以上代码使用class template argument deduction，因此需要C++17。通过添加所需的模板参数，它可以很容易地适应早期版本。

Answer 6

//C++ Simple Code
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main() {
vector<char> alphanum =
    {'0','1','2','3','4',
'5','6','7','8','9',
'A','B','C','D','E','F',
'G','H','I','J','K',
'L','M','N','O','P',
'Q','R','S','T','U',
'V','W','X','Y','Z',
'a','b','c','d','e','f',
'g','h','i','j','k',
'l','m','n','o','p',
'q','r','s','t','u',
'v','w','x','y','z'
};
string s="";
int len=5;
srand(time(0)); 
for (int i = 0; i <len; i++) {
    int t=alphanum.size()-1;
    int idx=rand()%t;
    s+= alphanum[idx];
}
cout<<s<<" ";
return 0;
}

Answer 7

我希望这对某人有所帮助。

在https://www.codechef.com/ide 使用 C++ 4.9.2 测试

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdlib.h>     /* srand, rand */

using namespace std;

string RandomString(int len)
{
   string str = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
   string newstr;
   int pos;
   while(newstr.size() != len) {
    pos = ((rand() % (str.size() - 1)));
    newstr += str.substr(pos,1);
   }
   return newstr;
}

int main()
{
   srand(time(0));
   string random_str = RandomString(100);
   cout << "random_str : " << random_str << endl;
}

Output: random_str : DNAT1LAmbJYO0GvVo4LGqYpNcyK3eZ6t0IN3dYpHtRfwheSYipoZOf04gK7OwFIwXg2BHsSBMB84rceaTTCtBC0uZ8JWPdVxKXBd

Answer 8

Let's make random convenient again!

我编写了一个不错的 C++11 标头解决方案。 您可以轻松地将一个头文件添加到您的项目中，然后添加您的测试或将随机字符串用于其他目的。

这是一个简短的描述，但您可以点击链接查看完整代码。解决方案的主要部分在 Randomer 类中：

class Randomer {
    // random seed by default
    std::mt19937 gen_;
    std::uniform_int_distribution<size_t> dist_;

public:
    /* ... some convenience ctors ... */

    Randomer(size_t min, size_t max, unsigned int seed = std::random_device{}())
        : gen_{seed}, dist_{min, max} {
    }

    // if you want predictable numbers
    void SetSeed(unsigned int seed) {
        gen_.seed(seed);
    }

    size_t operator()() {
        return dist_(gen_);
    }
};

Randomer 封装了所有随机的东西，您可以轻松地添加自己的功能。有了Randomer之后，就很容易生成字符串了：

std::string GenerateString(size_t len) {
    std::string str;
    auto rand_char = [](){ return alphabet[randomer()]; };
    std::generate_n(std::back_inserter(str), len, rand_char);
    return str;
}

在下面写下您的改进建议。 https://gist.github.com/VjGusev/e6da2cb4d4b0b531c1d009cd1f8904ad

Answer 9

#include <iostream>
#include <string>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int size;
    std::cout << "Enter size : ";
    std::cin >> size;
    std::string str;
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        auto d = rand() % 26 + 'a';
        str.push_back(d);
    }
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        std::cout << str[i] << '\t';
    }

    return 0;
}

Answer 10

 void gen_random(char *s, size_t len) {
     for (size_t i = 0; i < len; ++i) {
         int randomChar = rand()%(26+26+10);
         if (randomChar < 26)
             s[i] = 'a' + randomChar;
         else if (randomChar < 26+26)
             s[i] = 'A' + randomChar - 26;
         else
             s[i] = '0' + randomChar - 26 - 26;
     }
     s[len] = 0;
 }

Answer 11

#include <iostream>
#include <string>
#include <random>

std::string generateRandomId(size_t length = 0)
{
    static const std::string allowed_chars {"123456789BCDFGHJKLMNPQRSTVWXZbcdfghjklmnpqrstvwxz"};

    static thread_local std::default_random_engine randomEngine(std::random_device{}());
    static thread_local std::uniform_int_distribution<int> randomDistribution(0, allowed_chars.size() - 1);

    std::string id(length ? length : 32, '\0');

    for (std::string::value_type& c : id) {
        c = allowed_chars[randomDistribution(randomEngine)];
    }

    return id;
}

int main()
{
    std::cout << generateRandomId() << std::endl;
}

Answer 12

Qt 使用示例:)

QString random_string(int length=32, QString allow_symbols=QString("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789")) {
    QString result;
    qsrand(QTime::currentTime().msec());
    for (int i = 0; i < length; ++i) {            
        result.append(allow_symbols.at(qrand() % (allow_symbols.length())));
    }
    return result;
}

Answer 13

这是一个有趣的单线。需要 ASCII。

void gen_random(char *s, int l) {
    for (int c; c=rand()%62, *s++ = (c+"07="[(c+16)/26])*(l-->0););
}

Answer 14

我的 2p 解决方案：

#include <random>
#include <string>

std::string random_string(std::string::size_type length)
{
    static auto& chrs = "0123456789"
        "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    thread_local static std::mt19937 rg{std::random_device{}()};
    thread_local static std::uniform_int_distribution<std::string::size_type> pick(0, sizeof(chrs) - 2);

    std::string s;

    s.reserve(length);

    while(length--)
        s += chrs[pick(rg)];

    return s;
}

Answer 15

随机字符串，每个运行文件=不同的字符串

        auto randchar = []() -> char
    {
        const char charset[] =
            "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
            "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

        const size_t max_index = (sizeof(charset) - 1);

        return charset[randomGenerator(0, max_index)];
    };
            std::string custom_string;
            size_t LENGTH_NAME = 6 // length of name
    generate_n(custom_string.begin(), LENGTH_NAME, randchar);

Answer 16

调用函数时要小心

string gen_random(const int len) {
static const char alphanum[] = "0123456789"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

stringstream ss;

for (int i = 0; i < len; ++i) {
    ss << alphanum[rand() % (sizeof(alphanum) - 1)];
}
return ss.str();
}

（改编自@Ates Goral）每次都会产生相同的字符序列。使用

srand(time(NULL));

在调用函数之前，虽然 rand() 函数总是以 1 @kjfletch 为种子。

例如：

void SerialNumberGenerator() {

    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << gen_random(10) << endl;
    }
}

Answer 17

void strGetRandomAlphaNum(char *sStr, unsigned int iLen)
{
  char Syms[] = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  unsigned int Ind = 0;
  srand(time(NULL) + rand());
  while(Ind < iLen)
  {
    sStr[Ind++] = Syms[rand()%62];
  }
  sStr[iLen] = '\0';
}

Answer 18

这是我使用 C++11 改编的 Ates Goral 的答案。我在这里添加了 lambda，但原则是您可以将其传入，从而控制您的字符串包含哪些字符：

std::string random_string( size_t length )
{
    auto randchar = []() -> char
    {
        const char charset[] =
        "0123456789"
        "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
        "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        const size_t max_index = (sizeof(charset) - 1);
        return charset[ rand() % max_index ];
    };
    std::string str(length,0);
    std::generate_n( str.begin(), length, randchar );
    return str;
}

这是一个将 lambda 传递给随机字符串函数的示例：http://ideone.com/Ya8EKf

为什么要使用 C++11？

1. 因为您可以为您感兴趣的字符集生成遵循特定概率分布（或分布组合）的字符串。
2. 因为它内置了对非确定性随机数的支持
3. 因为它支持 unicode，所以您可以将其更改为国际化版本。

例如：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <functional> //for std::function
#include <algorithm>  //for std::generate_n

typedef std::vector<char> char_array;

char_array charset()
{
    //Change this to suit
    return char_array( 
    {'0','1','2','3','4',
    '5','6','7','8','9',
    'A','B','C','D','E','F',
    'G','H','I','J','K',
    'L','M','N','O','P',
    'Q','R','S','T','U',
    'V','W','X','Y','Z',
    'a','b','c','d','e','f',
    'g','h','i','j','k',
    'l','m','n','o','p',
    'q','r','s','t','u',
    'v','w','x','y','z'
    });
};    

// given a function that generates a random character,
// return a string of the requested length
std::string random_string( size_t length, std::function<char(void)> rand_char )
{
    std::string str(length,0);
    std::generate_n( str.begin(), length, rand_char );
    return str;
}

int main()
{
    //0) create the character set.
    //   yes, you can use an array here, 
    //   but a function is cleaner and more flexible
    const auto ch_set = charset();

    //1) create a non-deterministic random number generator      
    std::default_random_engine rng(std::random_device{}());

    //2) create a random number "shaper" that will give
    //   us uniformly distributed indices into the character set
    std::uniform_int_distribution<> dist(0, ch_set.size()-1);

    //3) create a function that ties them together, to get:
    //   a non-deterministic uniform distribution from the 
    //   character set of your choice.
    auto randchar = [ ch_set,&dist,&rng ](){return ch_set[ dist(rng) ];};

    //4) set the length of the string you want and profit!        
    auto length = 5;
    std::cout<<random_string(length,randchar)<<std::endl;
    return 0;
}

Sample output.

Answer 19

如果你对你的字符串包含任何可打印的字符感到高兴，那么一些更简单和更基本的东西：

#include <time.h>   // we'll use time for the seed
#include <string.h> // this is for strcpy

void randomString(int size, char* output) // pass the destination size and the destination itself
{
    srand(time(NULL)); // seed with time

    char src[size];
    size = rand() % size; // this randomises the size (optional)

    src[size] = '\0'; // start with the end of the string...

    // ...and work your way backwards
    while(--size > -1)
        src[size] = (rand() % 94) + 32; // generate a string ranging from the space character to ~ (tilde)

    strcpy(output, src); // store the random string
}

Answer 20

我刚刚对此进行了测试，效果很好，并且不需要查找表。 rand_alnum() 有点强制排除字母数字，但因为它从可能的 256 个字符中选择 62 个，所以没什么大不了的。

#include <cstdlib>   // for rand()
#include <cctype>    // for isalnum()   
#include <algorithm> // for back_inserter
#include <string>

char 
rand_alnum()
{
    char c;
    while (!std::isalnum(c = static_cast<char>(std::rand())))
        ;
    return c;
}


std::string 
rand_alnum_str (std::string::size_type sz)
{
    std::string s;
    s.reserve  (sz);
    generate_n (std::back_inserter(s), sz, rand_alnum);
    return s;
}