引言

在C++11出现之前，C++98使用随机数采用的是C标准库的写法。而在C++11出现后，我们生成随机数可以采用更为现代化的方式。

1、C++98标准实现随机数

以往生成随机数使用的是cstdlib.h库中的rand()函数，由于我们需要根据不同时间生成不同的随机数，因此还需要引入ctime.h库。需要注意的是这里实现的都是伪随机数。

rand()的最大值和声明的变量有关，若为16位编译器，则int 为 16位，含有2字节。去掉一个符号位，最大值是2^15-1=32767。

默认随机数种子是0，因此如果采用默认方法时，每次生成的随机数是一致的，这时便于应用程序的调试。

#include<cstdlib.h>
#include<ctime.h>

float Rand = rand(); //每次产生一样的随机数

每次产生不同的随机数引入ctime.h：

#include<cstdlib.h>
#include<ctime.h>

srand((int) time(0));
float Rand = rand(); //每一时刻产生的随机数不相同

需要产生某一范围内的随机数：

rand()%(b-a) + a

来产生[a,b)内的数值。

比如[0,100)则可以使用

rand() % 100

公式rand()%(b-a)，是求范围随机数的计算公式，%是做求余运算，正整数对n求余的范围肯定是在0~n-1之间，也就是rand()%(b-a)的范围是0~b-a-1，然后加上a，也就是范围变成了a~b-1。

rand()%90+10=rand()%（100-10）+10

需要浮点型数在0~1内，使用

rand()/(double)RAND_MAX;

2、C++11新标准随机数引擎

因为之前C、C++依赖的C标准库rand()方法存在问题，C++11引入了新的随机数库random.h。

它可以通过随机数引擎类（random_number_engines)生成随机数序列，也可以通过随机数分布类（random-number distribution)使用随机数引擎生成服从特地概率分布的随机数。这里的随机数引擎是函数对象，所以需要调用才能生成随机数。

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;

int main()
{
	default_random_engine e;
	cout << e() << endl;
	cout << e.min() << endl;
	cout << e.max() << endl;

}

声明随机数类后会达到像上面rand()一样的效果，也是一个保持不变的随机数。

可以看到范围大小为0~4294967295。生成的是不带符号的32位整数。
在这里插入图片描述
若生成不同的随机数：

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;
int main()
{
	default_random_engine e(10);
	for (auto t = 0;t < 3;t++)
	{
		cout << e() << endl;
	}
	cout << e.min() << endl;
	cout << e.max() << endl;
}

每次调用e()都会生成不同的随机数。

设置范围相比rand()要使用数学方法计算简单很多,声明一个随机数分布类，然后将随机数引擎作为参数传递。

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;

int main()
{
	default_random_engine e(10);
	uniform_int_distribution<unsigned> u(0, 9); //随机数分布对象 
	for (auto t = 0;t < 3;t++)
	{
		cout << u(e) << endl;
	}
	cout << e.min() << endl;
	cout << e.max() << endl;
}

在这里插入图片描述
如果要生成小数的话，只需要修改随机数分布类uniform_int_distribution<unsigned>为uniform_real_distribution<double>：

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;
int main()
{
	default_random_engine e(10);
	uniform_real_distribution<double>  u(0, 9); //随机数分布对象 
	for (auto t = 0;t < 3;t++)
	{
		cout << u(e) << endl;
	}
	cout << e.min() << endl;
	cout << e.max() << endl;
}