C/C++中生成随机序列——随机函数的选择和自我实现

2024-04-28 02:38:40

一、缘由

最近需要将windows下的项目移植到linux下，但因为项目使用到随机函数，导致最后两边的结果有些微差异，因此需要将两边随机函数统一来保证运行结果每一步能对应上。
大家常用的随机函数有srand()/rand();

二、srand()/rand()

1.项目中采用的随机数生成函数是 rand()。
rand()返回一随机，数值的范围在0至RAND_MAX 间。

它的内部实现是用线性同余法做的，产生的新随机数作为下一次随机数的种子，它不是真的随机数，因其周期特别长，故在一定的范围里可看成是随机的。
线性同余法的原理：
X_{n+1} = ( a * X_n + c ) mod m

windows 下RAND_MAX 为32767（16位）。
linux下为2147483647（32位）
如果不用srand()指定随机函数，指定默认情况下种子为1。

2.其用法为：
void srand(unsigned int seed);
int rand();

#include <stdlib.h>//rand()头文件
#include <time.h> //为了
srand((unsigned)time(NULL));//采用系统当前时钟作为种子
int num_rand = rand();

3.c库的rand()的实现代码为（windows下）：

void __cdecl srand (unsigned int seed)
{#ifdef _MT_getptd()->_holdrand = (unsigned long)seed;#else /* _MT */holdrand = (long)seed;#endif /* _MT */
}int __cdecl rand (void)
{#ifdef _MT_ptiddata ptd = _getptd();return( ((ptd->_holdrand = ptd->_holdrand * 214013L + 2531011L) >> 16) &0x7fff );#else /* _MT */return(((holdrand = holdrand * 214013L + 2531011L) >> 16) & 0x7fff);#endif /* _MT */
}

默认种子是1；
/* Return a random integer between 0 and RAND_MAX. */
int
rand (void)
{
return (int) __random ();
}

三、自己实现的rand()

myrand.h:

namespace randomspace{static int state =1;void srand(int seed);int rand();
}

myrand.cpp

#include "myrandom.h"
void randomspace::srand(int seed) {state = seed;
}int randomspace::rand() {return(((state = state * 214013L + 2531011L) >> 16) & 0x7fff);
}

多次运行，结果均与windows下rand()函数一模一样：

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