C語言中隨機函數的應用

馬紅旭

【摘要】 文章討論的問題是利用c語言中的隨機整數，編寫幾個有用的程序。

【關鍵詞】 C語言 隨機整數 程序

C語言中隨機函數RAND（ ）的功能是產生0—32767之間的隨機整數。根據隨機函數取值范圍，我們可以變換出幾個有用的數學公式，以它們做為數學模型，就能夠編寫幾個有用的程序，本文將研究利用c語言中的隨機整數，編寫幾個有用程序的方法和過程。

一、驗證隨機函數取值范圍

有資料顯示C語言中隨機函數RAND（ ）的取值范圍是-90—32767之間的隨機整數，和我們上面提到的0—32767之間的隨機整數有一定差距，到底哪個正確，我們不妨親自編寫程序驗證。思路是：產生n個隨機整數， 每當這個隨機整數值小于0時，我們把計算器次數x增加一次，程序最后打印x的值。我們可以根據打印出的x值，做出相應的判斷，如果x值大于0次，說明rand（ ）函數有取[-0，-90]之間負整數的可能。據此我們編寫c語言程序，代碼如下：

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "time.h"

int main（）

{ long int n=0，x=0；

srand（ （unsigned）time（ NULL ） ）；

for（n=1；n<=100000；n++）

if （rand（）<0）x=x+1；

printf（"%d"， x ）； }

經多次運行，甚至n最大值取到2G驗證，x值始終為零，說明rand（）函數不可能取負值，因此驗證得到結論：隨機函數RAND（ ）的取值范圍是0—32767之間的隨機整數。

二、利用隨機函數產生指定位數的隨機整數

利用RAND（ ）函數產生一位隨機整數 （0—9），公式為rand（ ）%10，產生兩位隨機整數 （10—99）

公式為rand（ ）%90+10，產生三位隨機整數 （100—999）公式為rand（ ）%900+100，以此類推產生n位隨機整數公式為 rand（）%（int）（ pow（10，n）-pow（10，n-1） ）+（int）pow（10，n-1） ），據此我們可以編程序實現產生n個n位的隨機整數（這里只產生10個數）。代碼如下：

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "math.h"

#include "time.h"

int main（）

{ long int i，n=0，x=0；

printf（“請輸入產生隨機整數的位數”）；

scanf（"%d"，&n;）；

srand（ （unsigned）time（ NULL ） ）；

for（i=1；i<=10；i++）

if （n==1）printf（"%d，"，rand（）%10）；

else printf（"%d，"，

rand（）%（int）（ pow（10，n）-pow（10，n-1） ）

+（int）pow（10，n-1） ）； }

三、利用隨機函數產生指定范圍的隨機整數

利用RAND（ ）函數產生指定[A，B]范圍的隨機整數，公式為rand（ ）%（B-A+1）+A。依此公式我們編寫了一個程序，功能是：出幾道加法題給小學生做，如果學生寫對答案，顯示‘ok字樣，可以進行下一道題；如果沒做對，返回，重做此題。程序代碼如下：

#include “stdio.h”

#include “stdlib.h”

#include “math.h”

#include “time.h”

int main（）

{ int i，n=0；int a，b，c；

printf（“請問要做幾位數加法？”）；

scanf（"%d"，&n;）；

srand（ （unsigned）time（ NULL ） ）；

for（i=1；i<=10；i++）

{a=rand（）%（int）（ pow（10，n）-pow（10，n-1） ） +（int）pow（10，n-1） ；

b=rand（）%（int）（ pow（10，n）-pow（10，n-1） ） + （int）pow（10，n-1） ；

a1：printf（"%d+%d=？"，a，b）；

scanf（"%d"，&c;）；

if （a+b==c）printf（"ok＼n"）；

else goto a1；} }

當然，程序還可有很多變化，比如學生可以預先選擇做幾道題，做完每道題退不退出等，此處不贅述。

四、綜述

利用上述方法，我們研究了C語言隨機整數 rand（ ）幾種用法，運算結果正確問題得到解決，該方法省時省力，安全高效，對c語言的應用與推廣意義重大。

參 考 文 獻

[1] 譚浩強等編著 .C程序設計[M]. 北京：清華大學出版社，2005（2007重?。?/p>

[2] 徐金梧等編著. TURBO C使用大全 [M]. 北京：北京科海培訓中心，1989.

[3] Charles Wright等著.鄧勁生等譯 Visual c++程序員實用大全[M]. 北京：中國水利水電出版社，1989.