c++中生成随机数时的种子问题

Question

我是个c++新手，希望各位能帮个忙
我在编写遗传算法程序时，里面有很多个函数都需要随机数，而且需要运行很多遍（因为随机数每次生成的不一样，多算几次得到最优结果）；我知道如果直接用a=rand()那么每次运行时得到的随机数都一样，比如第一次得到1、3、5、9，那么再运行一遍还是1、3、5、9，所以就必须用srand(time(0))这样来利用时间来初始化种子
我的问题是，我这个程序里面有很多个函数，每个都需要随机数，那么我是否应该在每个函数里面都写一句strand(time(0))呢？，还是只需要在main函数里面写一个，然后每个函数只需要写a=rand()就可以了呢？这两种有什么区别？我实验了一下，如果按如下编写
int a;
int b
srand(time(0));
for(int i=0;i<10;i++) {
a=rand()%101;
cout<<a<<'\t';
}
srand(time(0));
for(int ii=0;ii<10;ii++) {
b=rand()%101;
cout<<b<<'\t';
}
这样会得到两组完全一样的结果，例如
5 4 9 6 8 7 2 3 6 5
5 4 9 6 8 7 2 3 6 5
请问这是什么原因？
如果回答的好，我还可以再加分，请大家帮帮我

Answer 1

先纠正一下错误，是srand((unsigned int)time(0));srand的形参是unsigned int类型的；这句话只要写一次，一般情况下只能写一次；
随机数是随机的数,但计算机不可能产生随机数,计算机根据你的输入,再跟一个算法就产生一个特定的序列.
只要你给计算机一个相同的数,计算机返回的就是一个特定的数,所以这样的数叫做伪随机数.
而srand(unsigned int par);这就是原型,这就是你给计算机的数.计算机通过rand()返回一个序列,假设是{2,6,8,51....},只要给相同的参数, 这个序列是特定的.int a=rand();这时候a=2;所以可以得出只要每次给计算机不同的数也就是srand(unsigned int pra)也就是给pra是不同的值,我们就可以认为这个序列是随机的.要想给不同的值,最简单的方法是把系统时间转化成unsigned给计算机就可以了,因为每时每刻时间都是不同的.这里要注意,时间是秒为单位,也就是说你如果srand((unsigned)time(NULL)); 只是在每一秒内取随rand()的话,因为时间还没来得及变,它还不是完全随机的，在下一秒就会换取另一条序列，可以说是相对的随机。这牵扯掉内部的东西，只要知道层面上的东西就够了。
现在我来告诉你为什么你得到了2组一样的结果，因为计算机运算的速度是相当快的，你的2次srand（）取值操作肯定是在一秒内之间发生的，第一次产生随机数后，你又写了一遍srand((unsigned)time(NULL)); 相当于根据时间又埋下了种子，而这次埋下的种子和上一次的种子是完全相同的，所以产生的序列也相同，于是计算机又按顺序从头开始把这条序列中的值取出来，产生了上述结果；

总结，在程序中只要写一次srand((unsigned)time(NULL));

Answer 2

srand(time(NULL));

只需要在main()函数中调用一次,如果每次取随机数之前都调用srand()函数,那么返回的随机数顺序是一样的.

Answer 3

// 其实一次两次都是可以的。

你这个程序两次都一样，因为两次srand()的时间太接近了，计算机速度这么快，你两次srand()的时间压根就一样，得到结果是一样的。
如果你在中间sleep(1000)一下，结果自然就不一样了。

// 给个例子你运行下。

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <windows.h>

using namespace std;

int main()
{
int a;
int b;
srand(time(0));
for(int i=0;i<10;i++)
{
a=rand()%101;
cout<<a<<'\t';
}
Sleep(1000); // 只在这里+了这行，就可以实现不一样了。
srand(time(0));
for(int ii=0;ii<10;ii++)
{
b=rand()%101;
cout<<b<<'\t';
}

return 0;
}

+一次就可以了，系统会帮你自动选时间的。
有问题再Hi我。

Answer 4

标准库<cstdlib> (被包含于<iostream>中) 提供两个帮助生成伪随机数的函数：

函数一：int rand(void) ；
从srand (seed)中指定的seed 开始，返回一个[ seed, RAND_MAX (0x7fff) )间的随机整数。

函数二：void srand(unsigned seed)；
参数seed 是rand()的种子，用来初始化rand() 的起始值。
可以认为rand()在每次被调用的时候，它会查看：

1） 如果用户在此之前调用过srand(seed)，给seed 指定了一个值，那么它会自动调用srand(seed)一次来初始化它的起始值。
2） 如果用户在此之前没有调用过srand(seed)，它会自动调用srand(1)一次。

根据上面的第一点我们可以得出：
1） 如果希望rand () 在每次程序运行时产生的值都不一样，必须给srand(seed)中的seed一个变值，这个变值必须在每次程序运行时都不一样(比如到目前为止流逝的时间) 。
2） 否则，如果给seed 指定的是一个定值，那么每次程序运行时rand () 产生的值都会一样，虽然这个值会是[seed, RAND_MAX (0x7fff) )之间的一个随机取得的值。
3） 如果在调用rand()之前没有调用过srand(seed)，效果将和调用了srand(1)再调用rand()一样(1 也是一个定值)。

举几个例子，假设我们要取得0～6 之间的随机整数(不含6 本身) ：

例一，不指定seed：

for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=ra nd() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}

每次运行都将输出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2

例二，指定seed 为定值1：
srand(1);
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=ra nd() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}

每次运行都将输出：5 5 4 4 5 4 0 0 4 2
跟例子一的结果完全一样。

例三，指定seed 为定值6：
srand(6);
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=ra nd() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}

每次运行都将输出：4 1 5 1 4 3 4 4 2 2

随机值也是在[0,6）之间，随得的值跟srand(1)不同，但是每次运行的结果都相同。

例四，指定seed 为当前系统流逝了的时间(单位为秒)：
time_t time(0)：

#include <ctime>
//…
srand((unsigned)time(0));
for(int i=0;i<10;i++){
ran_num=ra nd() % 6;
cout<<ran_num<<" ";
}

第一次运行时输出：0 1 5 4 5 0 2 3 4 2
第二次：3 2 3 0 3 5 5 2 2 3

总之，每次运行结果将不一样，因为每次启动程序的时刻都不同（间隔须大于1 秒？见下）。

关于time_t time(0)：

time_t 被定义为长整型，它返回从1970 年1 月1 日零时零分零秒到目前为止所经过的时间，单位为秒。比如假设输出：
cout<<time(0);

值约为1169174701，约等于37（年）乘365（天）乘24（小时）乘3600（秒）（月日没算）。另外，关于ran_num = rand() % 6，将rand()的返回值与6 求模是必须的，这样才能确
保目的随机数落在[0,6) 之间，否则rand()的返回值本身可能是很巨大的。一个通用的公式是：要取得[a,b) 之间的随机整数，使用(rand() % (b-a))+ a (结果值将含a 不含b) 。在a 为0 的情况下，简写为rand() % b。

最后，关于伪随机浮点数：

用rand() / double(RAND_MAX)可以取得0～1 之间的浮点数(注意，不同于整型时候的公式，是除以，不是求模) ，举例：

double ran_numf=0.0;
srand((unsigned)time(0));
for(int i=0;i<10;i++){
ran_numf = rand() / (double)(RAND_MAX);
cout<<ran_numf<<" ";
}

运行结果为：0.716636，0.457725，…等10 个0～1 之间的浮点数，每次结果都不同。如果想取更大范围的随机浮点数，比如1～10，可以将
rand() /(double)(RAND_MAX) 改为rand() /(double)(RAND_MAX/10)
运行结果为：7.19362，6.45775，…等10 个1～10 之间的浮点数，每次结果都不同。
至于100，1000 的情况，如此类推。

以上不是伪随机浮点数最好的实现方法，不过可以将就着用用！