C++ 中的函数 srand答案

【问题标题】：Function srand in C++C++ 中的函数 srand
【发布时间】：2010-07-21 07:48:10
【问题描述】：

这段代码

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

int main ()
{
    printf ("First number: %d\n", rand() % 100);
    srand ( time(NULL) );
    printf ("Random number: %d\n", rand() % 100);
    srand ( 1 );
    printf ("Again the first number: %d\n", rand() %100);

    return 0;
}

有以下输出：

First number: 41
Random number: 13
Again the first number: 41

还有如下规则：

使用相同种子的两个不同初始化，指示伪随机生成器在两种情况下为后续调用 rand 生成相同的连续结果。

我明白这些话，但我不明白方法本身。为什么它又返回了 41？它是随机的还是必须根据此代码在每种情况下都返回相同的结果？

【问题讨论】：

这使得调试更容易。如果您正常运行，请使用 srant(time(NULL))。如果您的程序中存在错误，请不要调用 srand() 或调用 srand(1)，您将通过调用 rand() 获得相同的数字序列。请注意，每次调用 rand 都会生成序列中的下一个数字，但序列始终相同。注意 2：您应该只在应用程序中调用 srand() 一次。
@Martin York：好点子。从调试的角度从来没有想过这个。有道理。

标签： c++ random

【解决方案1】：

如果您在没有先调用 srand() 的情况下调用 rand()，则行为就像您使用 1 作为参数调用 srand()。

此行为在原始 C 标准中定义。我手头没有完整的副本，但 The Open Group 的 POSIX 标准是次佳，因为它们包含了完整的 C 标准（带有一些扩展）：

http://www.opengroup.org/onlinepubs/000095399/functions/rand.html

srand() 函数使用参数作为新的伪随机数序列的种子，这些伪随机数将由后续调用 rand() 返回。如果随后使用相同的种子值调用 srand()，则应重复伪随机数序列。如果在调用 srand() 之前调用了 rand()，则应生成与第一次调用 srand() 时相同的序列，种子值为 1。

对任何给定种子的rand() 调用的实际结果是实现定义的，除了对于任何种子x，调用n 到rand()生成器的种子必须返回相同的结果。因此，在您的实现中，在调用srand(1) 之后，您将始终在第一个rand() 调用中获得41，并且对于第二个rand() 调用，您将始终获得相同的结果（无论是什么），其他实现可能使用不同的产生不同结果的算法。

【讨论】：

【解决方案2】：

对于rand 和srand，C++ 标准遵循 C 标准（参见 C++0x 的第 26.8 节）：

rand 函数具有 C 标准中指定的语义，但实现可能指定特定库函数可以调用 rand。

C 标准（C99 的 7.20.2.2）非常明确地声明：

如果在对srand 进行任何调用之前调用rand，则应生成与第一次调用srand 时相同的序列，种子值为1。

所以第一次调用 rand 时，种子是 1。第三次调用它也是 1，这就是为什么你得到相同的值。

您第二次调用rand 时，种子已根据当前时间设置，这就是您得到不同结果的原因。除非您确实想要相同的序列（例如在测试中），否则重新播种随机数生成器通常不是一个好主意。

【讨论】：

【解决方案3】：

我觉得这个可能有问题：

如果种子设置为 1，则生成器将重新初始化为其初始值，并生成与调用 rand 或 srand 之前相同的值。

srand reference

【讨论】：

【解决方案4】：

使用1 的值调用srand 会将生成器重置为程序启动时的初始状态。

【讨论】：

【解决方案5】：

srand(3) 让您从随机数生成器中获得可重复的输出。这样，您可以编写依赖于随机数的程序，但确定性地测试它们。（通常通过一个命令行选项调用 srand() 并提供参数，因此它可以使用 1、2、3、4、5... 作为输入运行一百次。）

所以这符合预期。

【讨论】：

【解决方案6】：

这可能是因为在您对 rand 的初始调用中，随机数生成器尚未播种，因此它使用默认值 1 来播种。

【讨论】：