前言

隨機(jī)函數(shù)就是產(chǎn)生數(shù)的函數(shù)，C語言里使用rand(),srand()等隨機(jī)函數(shù)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)數(shù)生成。

函數(shù)簡介

int rand( void );
返回的是一個界于0～32767（0x7FFF）之間的偽隨機(jī)數(shù)，包括0和32767。
C預(yù)先生成一組隨機(jī)數(shù)，每次調(diào)用隨機(jī)函數(shù)時從指針?biāo)赶虻奈恢瞄_始取值，因此使用rand()重復(fù)運(yùn)行程序產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都是相同的，可以通過srand()函數(shù)來改變指針位置。
srand()會設(shè)置供rand()使用的隨機(jī)數(shù)種子。如果在第一次使用rand()之前沒有調(diào)用srand()，那么系統(tǒng)會自動調(diào)用srand()。而使用同種子相同的數(shù)調(diào)用 rand()會導(dǎo)致相同的隨機(jī)數(shù)序列被生成。

void srand( unsigned int seed );
改變隨機(jī)數(shù)表的指針位置（用seed變量控制）。
使用系統(tǒng)定時/計數(shù)器的值作為隨機(jī)種子。每個種子對應(yīng)一組根據(jù)算法預(yù)先生成的隨機(jī)數(shù)，所以，在相同的平臺環(huán)境下，不同時間產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)會是不同的，相應(yīng)的，若將srand（unsigned）time(NULL)改為srand(TP)（TP為任一常量），則無論何時運(yùn)行、運(yùn)行多少次得到的“隨機(jī)數(shù)”都會是一組固定的序列，因此srand生成的隨機(jī)數(shù)是偽隨機(jī)數(shù)。
一般配合time(NULL)使用，因?yàn)闀r間每時每刻都在改變，產(chǎn)生的seed值都不同。

場景

使用rand函數(shù)生成的隨機(jī)數(shù)嚴(yán)格滿足正態(tài)分布。而在很多時候，我們希望隨機(jī)數(shù)的生成不要滿足正態(tài)分布，特別是在處理網(wǎng)絡(luò)通信報文的時候。
例如，我們需要在交換機(jī)處理到海量報文時，能夠使遠(yuǎn)端的從設(shè)備盡可能的分段同時向局端回應(yīng)報文，以減輕局部報文處理壓力。

均勻分布隨機(jī)函數(shù)實(shí)現(xiàn)

開發(fā)環(huán)境

實(shí)現(xiàn)步驟

1）打開Qt Creater，創(chuàng)建GUI工程

3）在mainwindow.cpp中添加函數(shù)實(shí)現(xiàn)
導(dǎo)入頭文件
#include <QPainter>

實(shí)現(xiàn)void paintEvent(QPaintEvent *)函數(shù)

/*
 *Qt中函數(shù)paintEvent(QPaintEvent*)是被系統(tǒng)自動調(diào)用。
 *paintEvent(QPaintEvent *)函數(shù)是QWidget類中的虛函數(shù)，用于ui的繪制，會在多種情況下被其他函數(shù)自動調(diào)用。
*/
void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPainter painter(this);
    QPen pen; //畫筆
    pen.setColor(QColor(255,0,0)); //設(shè)置畫筆顏色
    painter.setPen(pen); //添加畫筆

    long int r[kSum] = {0};
    int i = 0;
    int j = 0;

    do{
        r[i] = Uniform(0, 300);
        i++;
    }while(i < kSum);

    while((j + 30) < (kSum + 30)){
        painter.drawPoint(j, r[j]);
        j++;
    }
}

4）添加隨機(jī)函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼

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

#define kSum 1000
//算法一
/*
 *均勻分布隨機(jī)函數(shù)均勻化
*/
double _uniform(double min, double max, long int *seed) {
    double t = 0;
    *seed = 2045 * (*seed) + 1;
    *seed = *seed - (*seed / 1048576) * 1048576;
    t = (*seed) / 1048576.0;
    t = min + (max - min) * t;
    return t;
}

/*
 *均勻分布隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
*/
long int Uniform(double min, double max) {
    long int s = 0;
    double r = 0;

    //srand((unsigned int)time(NULL)); /*同一個時間種子可能會從產(chǎn)生相同的隨機(jī)數(shù)列*/
    s = rand();
    r = _uniform(min, max, &s);

    return ((long int)r);
}

//算法二
double AverageRandom(double min, double max) {
    int minInteger = (int)(min * 10000);
    int maxInteger = (int)(max * 10000);
    int randInteger = rand() * rand();
    int diffInteger = maxInteger - minInteger;
    int resultInteger = randInteger % diffInteger + minInteger;

    return (resultInteger/10000.0);
}

實(shí)現(xiàn)效果

小結(jié)

從圖中可以看出，使用上述函數(shù)生成的隨機(jī)數(shù)符合均勻分布。
本案例主要使用了Qt的繪圖功能，用來直觀展示生成隨機(jī)數(shù)的效果。檢驗(yàn)隨機(jī)函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)的效果。

附錄

最后附上該算法實(shí)現(xiàn)的全部代碼：

//mainwindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

namespace Ui {
class MainWindow;
}

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);
    ~MainWindow();
    void paintEvent(QPaintEvent *);

private:
    Ui::MainWindow *ui;
};

#endif // MAINWINDOW_H

//mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QPainter>

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

#define kSum 1000

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

/*
 *均勻分布隨機(jī)函數(shù)均勻化
*/
double _uniform(double min, double max, long int *seed) {
    double t = 0;
    *seed = 2045 * (*seed) + 1;
    *seed = *seed - (*seed / 1048576) * 1048576;
    t = (*seed) / 1048576.0;
    t = min + (max - min) * t;
    return t;
}

/*
 *均勻分布隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
*/
long int Uniform(double min, double max) {
    long int s = 0;
    double r = 0;

    //srand((unsigned int)time(NULL)); /*同一個時間種子可能會從產(chǎn)生相同的隨機(jī)數(shù)列*/
    s = rand();
    r = _uniform(min, max, &s);

    return ((long int)r);
}

/*
 *Qt中函數(shù)paintEvent(QPaintEvent*)是被系統(tǒng)自動調(diào)用。
 *paintEvent(QPaintEvent *)函數(shù)是QWidget類中的虛函數(shù)，用于ui的繪制，會在多種情況下被其他函數(shù)自動調(diào)用。
*/
void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPainter painter(this);
    QPen pen; //畫筆
    pen.setColor(QColor(255,0,0)); //設(shè)置畫筆顏色
    painter.setPen(pen); //添加畫筆

    long int r[kSum] = {0};
    int i = 0;
    int j = 0;

    do{
        r[i] = Uniform(0, 300);
        i++;
    }while(i < kSum);

    while((j + 30) < (kSum + 30)){
        painter.drawPoint(j, r[j]);
        j++;
    }
}

//main.cpp
#include "mainwindow.h"
#include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();

    return a.exec();
}