为什么 rand(） 的范围比 int 的范围小?

Why is the range of rand() smaller than that of int?

本文关键字：范围 int rand 为什么      更新时间：2023-10-16

>我正在尝试用 5000 个随机数填充向量。每个数字都是一个整数。但我想知道为什么 rand() 只给出正整数，以及为什么它从不给出整数可以容纳的最大值。这有什么原因吗？

#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
using namespace std;
int main()
{
unsigned seed = time(0);
srand(seed);
vector<int> vect(5000);
for (int i = 0; i < vect.size(); i++)
{
vect[i] = rand();
}
return 0;
}

以下是rand()的作用：

返回介于​0和RAND_MAX之间的伪随机整数值(包括0和RAND_MAX)。

RAND_MAX是实现定义的，但将是"至少 32767"。

除了"这就是指定的方式"之外，没有"为什么"。

如果想要一个包含一些负数的范围，则可以应用一些数学运算(例如，减法)。

请注意：

对于严重的随机数生成需求，不建议使用rand()。建议使用 C++11 的随机数生成工具来替换rand()。(自C++11起)

所述设施为您提供更好的控制和更好的分配(示例)。

你没有得到完整的可能范围的原因是因为rand()是古老的。

早在开发rand()的日子里，实现随机数生成器的常用方法是所谓的线性全余生成器(lcg)。这不会给出非常随机的数字;事实上，如果你看过前几个，它们是可以预测的。但那时的计算机速度很慢，而且工作时间很少。

这就是为什么rand()只承诺 15 位 - 常量RAND_MAX定义了您可以从RAND获得的最大值，并且可以低至32767。 当时的 32 位计算机并不常见，因此使用 16 位数字是有意义的。对于常见的LCG实现，最低位毫无价值(在0和1之间切换)，因此无论如何您都想丢弃它。

几十年的改进造就了更好的发电机。特别是，mt19937发电机非常好，仍然非常高效。自2011年以来，C++已经<random>，其中包括std::mt19937。此外，为了方便起见，您现在可以选择自己的发行版，std::uniform_int_distribution<>(min,max)

如前所述rand()已弃用，不应在实际场景中使用。但是要回答你为什么只有正整数的问题，这是因为产生负随机整数是多余的，所以你可以使用基本的数学来从产生的正随机数中产生一个负数。

举个例子：如果我想产生一个完全任意的 -5 到 27 之间的随机数，我可以只产生一个介于 0 和 32(含)之间的随机数，然后减去 5。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
int random = (rand() % 33) - 5;
printf("%d",random);
return 0;
}

因为这不是一个实际的场景，所以我也没有随机播种。所以你不应该在你的代码中使用它，但它适用于几乎所有 RNG 函数，你只是从你的正数中减去负范围。但是，您应该使用 C++11 随机数生成器。

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