随机数的概念

随机数是指在一个给定范围内，每个数出现的概率相等的数。例如，如果我们要生成0到9之间的随机数，那么每个数字出现的概率都是1/10。

在C语言中，我们一般使用<stdlib.h>头文件中的rand()函数来生成随机数，它的用法为：

int rand(void);

void表示不需要传递参数。rand()会随机生成一个位于0到RAND_MAX之间的整数。RAND_MAX是<stdlib.h>头文件中的一个宏，它用来指明rand()所能返回的随机数的最大值。C语言标准并没有规定RAND_MAX的具体数值，只是规定它的值至少为32767。在实际编程中，我们也不需要知道RAND_MAX的具体值，把它当做一个很大的数来对待即可。

C语言中还有一个random()函数可以获取随机数，但是random()不是标准函数，不能在VC/VS等编译器通过，所以比较少用。

随机数的用法

在实际编程中，我们经常需要生成一定范围内的随机数，例如，贪吃蛇游戏中在随机的位置出现食物，扑克牌游戏中随机发牌。那么，如何产生一定范围内的随机数呢？

我们可以利用取模的方法：

int a = rand() % 10; //产生0~9的随机数，注意10会被整除

如果要规定上下限：

int a = rand() % 51 + 13; //产生13~63的随机数

分析：取模即取余，rand()%51+13我们可以看成两部分：rand()%51是产生0~50的随机数，后面+13保证a最小只能是13，最大就是50+13=63。

下面是一个生成13~63范围内随机数并打印出来的代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
  int a;
  a = rand() % 51 + 13;
  printf("%dn", a);
  return 0;
}

运行结果举例：

注意事项

在使用rand()函数生成随机数时，有一些注意事项需要了解。

首先，rand()函数产生的随机数是伪随机数，是根据一个数值按照某个公式推算出来的，这个数值我们称之为“种子”。种子和随机数之间的关系是一种正态分布。

种子在每次启动计算机时是随机的，但是一旦计算机启动以后它就不再变化了；也就是说，每次启动计算机以后，种子就是定值了，所以根据公式推算出来的结果（也就是生成的随机数）就是固定的。

如果我们不进行任何操作，那么每次运行程序都会得到相同的随机数。这显然不符合我们的需求。那么，如何让种子变化呢？

其次，我们可以通过srand()函数来重新“播种”，这样种子就会发生改变。srand()函数用于给rand()函数设定种子。srand()的用法为：

void srand(unsigned int seed);

srand()函数的参数seed是一个无符号整型数，我们可以自己指定一个数值，也可以用系统时间来作为种子。一般来说，使用系统时间作为种子比较常见，因为系统时间是不断变化的，这样就能保证每次运行程序时都能得到不同的随机数。

要使用系统时间作为种子，我们需要引入<time.h>头文件，并使用time()函数来获取当前的系统时间。time()函数的用法为：

time_t time(time_t *timer);

time_t是一个长整型数，用于表示从1970年1月1日0时0分0秒到现在的秒数。如果timer不为空指针，则把当前时间赋值给它所指向的变量。如果timer为空指针，则只返回当前时间。

下面是一个使用系统时间作为种子并生成13~63范围内随机数并打印出来的代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(){
  int a;
  srand(time(NULL)); //使用系统时间作为种子
  a = rand() % 51 + 13;
  printf("%dn", a);
  return 0;
}

运行结果举例：

最后，我们需要注意rand()函数生成的随机数并不是真正的随机数，而是伪随机数。这意味着它们是有规律的，只是规律很复杂而已。如果我们知道了种子和公式，就可以预测出下一个随机数。因此，在一些对安全性要求高的场合，例如密码学、加密通信等，不能使用rand()函数来生成随机数，而要使用一些更加复杂和安全的算法。