rand() 不返回随机值

Question

这是一个生成随机厄米特矩阵hermitian matrix的小代码。

我在每次调用 rand() 之前调用了 srand()。但输出中仍然没有随机性。

我使用了 c99 的复杂数据类型特性来创建一个厄米矩阵。我不确定我错在哪里:(

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <complex.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define MATSIZE 5
#define RAND_RANGE 100

double complex mat[MATSIZE][MATSIZE];

void gen_mat()
{
  int i =0,j;
  int real;
  int img;
  for( ;i < MATSIZE; i++)
  {
    srand(time(NULL));
    real = rand()%RAND_RANGE + 1;
    srand(time(NULL));
    img = rand()%RAND_RANGE + 1;
    for(j = MATSIZE; j != i ; j--) 
    { 
       mat[i][j] = real + img * I;
       mat[j][i] = conj(mat[i][j]);
    }
    srand(time(NULL));
    if(i == j)
      mat[i][i] = rand()%RAND_RANGE + 0*I;
  }
}

void print_mat()
{
  int i,j;
  for(i = 0; i < MATSIZE; i++)
  {
    for(j = 0; j < MATSIZE; j++)
    {
      printf("%f + %f *i", creal(mat[i][j]), cimag(mat[i][j]));
      printf("    ");
    }
    puts("\n");
  }
}

int main()
{
  gen_mat();
  print_mat();
  return 0;
}

样本输出

[aft@centos-c physics-numaric]$ ./a.out 
66.000000 + 0.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i             67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    

67.000000 + -67.000000 *i    66.000000 + 0.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i      67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    

67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + -67.000000 *i    66.000000 + 0.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    

67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + -67.000000 *i    67.000000 + -67.000000 *i    66.000000 + 0.000000 *i    67.000000 + 67.000000 *i    

67.000000 + 67.000000 *i    67.000000 + -67.000000 *i    67.000000 + -67.000000 *i      67.000000 + -67.000000 *i    66.000000 + 0.000000 *i    

EDIT 在 main() 中调用 srand 实际上解决了这个问题。谢谢各位。

[aft@centos-c physics-numaric]$ ./a.out 
31.000000 + 0.000000 *i    81.000000 + 75.000000 *i    81.000000 + 75.000000 *i     81.000000 + 75.000000 *i    81.000000 + 75.000000 *i    

81.000000 + -75.000000 *i    53.000000 + 0.000000 *i    69.000000 + 57.000000 *i    69.000000 + 57.000000 *i    69.000000 + 57.000000 *i    

69.000000 + 57.000000 *i    69.000000 + -57.000000 *i    27.000000 + 0.000000 *i    93.000000 + 11.000000 *i    93.000000 + 11.000000 *i    

93.000000 + 11.000000 *i    69.000000 + -57.000000 *i    93.000000 + -11.000000 *i    58.000000 + 0.000000 *i    76.000000 + 78.000000 *i    

76.000000 + 78.000000 *i    69.000000 + -57.000000 *i    93.000000 + -11.000000 *i    76.000000 + -78.000000 *i    67.000000 + 0.000000 *i    

Answer 1

不要在每次调用 rand 之前先调用 srand。程序启动时调用一次。

Answer 2

不要在循环内部调用srand。只调用一次。

srand(time(NULL));
for( ;i < MATSIZE; i++)
{
    // ... calls to rand()   
}

否则，您使用相同的种子为随机生成器播种（因为它足够快以获得相同的时间）

顺便说一句，很多时候我发现为我初始化很多东西的程序/序列创建一个 init 函数非常传统，包括随机生成（例如调用srand()）

Answer 3

您不想每次都使用srand() 为随机数生成器播种！只需在程序开始时调用一次。然后调用rand()获取下一个随机数。

Answer 4

不要这样做：

rand()%RAND_RANGE + 0*I;

，因为如果 RAND_RANGE 和 RAND_MAX+1 不​​相除，则会导致较低的值被过采样。 （“几乎总是”如此）

另外：基于 time(NULL) 重启生成器在大多数情况下会以完全相同的值重启，因为 time_t 的粒度是一秒。

最终：rand_max 将具有 至少 15 位 (32K) 的随机值。较旧的系统实际上可能仅提供 15 位，周期为 32 K。

更新：这是来自wakkerbot 的 sn-p。 urnd() 函数尝试返回一个介于 0 和范围之间的无偏值。测试可能可以更优雅地执行。

typedef unsigned long long BigThing;

unsigned int urnd(unsigned int range)
{
    static bool flag = FALSE;

    if (flag == FALSE) {
#if defined(__mac_os) || defined(DOS)
        srand(time(NULL));
#else
        srand48(time(NULL));
#endif
    }
    flag = TRUE;
#if defined(__mac_os) || defined(DOS)
    return rand()%range;
#else

if (range <= 1) return 0;

while(1)        {
    BigThing val, box;
#if WANT_RDTSC_RANDOM
    val = rdtsc_rand();
#else
    val =  lrand48();
#endif
/* we need this to avoid oversampling of the lower values.
 * Oversampling the lower values becomes more of a problem if (UNSIGNED_MAX/range) gets smaller
 */
    box = val / range;
    if ((1+box) *range < range) continue;
    return val % range;
        }
#endif
}