调用 rand() 返回非随机结果答案

【问题标题】：calling rand() returning non-random results调用 rand() 返回非随机结果
【发布时间】：2012-03-13 14:40:59
【问题描述】：

我正在编写一个简单的 C 程序，它掷硬币 100000 次，并使用 srand 和 rand 计算掷硬币的正面数和反面数。这是我所拥有的：

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

int main(void){

    int i;
    int h=0;
    int t=0;
    int n;

    for(i=0;i<100000;i++){
        srand(time(NULL));
        n=rand()%2;
        if(n==0){
            h++;
        }
        else {   
            t++;
        }
    }

    printf("%d heads\n", h);
    printf("%d tails\n", t);

    return EXIT_SUCCESS;
}

但是，在运行程序时，有时我会得到 100000 个正面和 0 个反面，有时是 0 个正面和 100000 个反面，有时我会得到正面和反面的随机数，但无论如何都不是 50% 正面和 50% 反面。

我错过了什么吗？谢谢！

【问题讨论】：

标签： c

【解决方案1】：

您每次都在为伪随机数生成器播种相同的种子。只需将调用移至循环外的srand。

srand(time(NULL));
for(i=0;i<100000;i++){
    n=rand()%2;
    .....

pseudo-random number generator (PRNG) 是确定性的。也就是说，给定相同的初始种子，每次调用它都会返回相同的数字序列。在您的代码中，由于您每次调用 rand 时都会播种，因此每次循环迭代都会获得相同的 1 数字序列。现在，程序的不同执行会有不同的结果，因为time 会发生变化。

在您没有看到 100% 正面或 100% 反面的情况下，这就是循环需要足够长的时间才能推进的情况。

【讨论】：

感谢您的回答，但是您能解释一下为什么会发生这种情况吗？我认为将 srand 放在循环之外只会在整个循环执行期间为数字生成器播种一次。
@user1249740 你只希望它被播种一次。我在答案中添加了一些解释。
这是正确的 - 我要补充说明，结果中观察到的可变性来自代码执行的速度和 time() 函数的分辨率。代码执行得如此之快，以至于许多迭代从系统时间接收到相同的“tick”值作为 PRNG 的种子
@sgorozco 是的，这就是我在最后一段中试图传达的内容。
@DavidHeffernan 抱歉，我想我错过了你的最后一段。

【解决方案2】：

是的，如果您使用 srand，它会使用时间随机获取一个数字，因此如果您或计算机在不到一秒的时间内随机选择一个值，则该数字每次都会出现相同的数字。

【讨论】：

明确指出 srand 通常只在程序开始时调用一次

【解决方案3】：

我认为问题在于每次迭代都调用srand()；你只需要调用一次。

试试这个版本：

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

int main(void){


int i;
int h=0;
int t=0;
int n;

srand(time(NULL));
for(i=0;i<100000;i++){
    if((rand() & 1) == 1){
        h++;
    }
    else{
        t++;
    }
}

printf("%d heads\n", h);
printf("%d tails\n", t);

return EXIT_SUCCESS;
}

这给出了相当一致的结果：

$ ./rand
49980 heads
50020 tails
$ ./rand
50131 heads
49869 tails
$ ./rand
50000 heads
50000 tails
$ ./rand
50000 heads
50000 tails
$ ./rand
50093 heads
49907 tails
$ ./rand
50093 heads
49907 tails

编辑：重复我之前关于rand() 的评论——它不会返回负值。

【讨论】：

cplusplus.com/reference/clibrary/cstdlib/rand - rand() 不会返回低于 0 的值。
@PawelZubrycki 是的，我做了一个快速的man rand，看到它返回了一个（签名的）int，并决定它可以返回负数，将它与可以返回负数的 Java Random.nextInt() 混淆。 & 1 必须比模快。

【解决方案4】：

不要在循环中调用srand。如果您要调用它，它应该只在执行开始时调用一次。

实际上，您在每次使用随机数生成器之前将其重置为相同的种子（除非第二个边界通过）...所以当它得出一致的结果时应该不足为奇！

【讨论】：

【解决方案5】：

您在循环的每次迭代中使用相同的种子值。

将 srand(time(NULL)); 移到 for 循环之前。

【讨论】：

【解决方案6】：

是的。都是关于这一行的：

srand(time(NULL));

将它移到for 循环之前，它将起作用。 srand 设置种子，所以如果你这样称呼它，time(NULL) 不会改变（而且很有可能） rand() 将始终返回相同的值。

【讨论】：

【解决方案7】：

复制到srand(time(NULL)) doesn't change seed value quick enough。是的，如上所述，移动

srand(time(NULL));

在循环之外（之前;)) :)

【讨论】：

【解决方案8】：

将 srand 放在 for 循环之外。只调用一次 srand(time(null) 。

【讨论】：