随机函数算法及注意事项分析

总体 来说 ， 当需 要 一 系列 随 机 数 的 时 候 ， ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 和 ｓ ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 这二 个 函数 的工 作过程 如下 ： （ １ ） 给 ｓ ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 提供 一 个 种 子 ， 它是一个 ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ 类型 ， 其取值 范 围从 ０～ ６ ５ ５ ３ ５ ； （ ２ ） 调用 ｒ ｎｄ ａ （ ） ， 它会根据提供给 ｓ ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 的 种 子 值 返回一个随机数 ， 其值在 ０ ～ ３ ２ ７ ６ ７ 之间； （ ３ ） 根据实际需要多次调用 ｒ ａ ｎ ｄ （ ） ， 从而不问断地得 到新 的随机数 。 在 这里必 须注意 的是 ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 函数在 运行 中会返 回一 随机数值 ， 范 围在 ０至 Ｒ Ａ Ｎ Ｄ ． Ｍ Ａ Ｘ 间。 Ｒ Ａ Ｎ Ｄ — Ｍ Ａ Ｘ定 义 在ｓ ｔ ￣ ｉ ｂ ． ｈ ， 其值为 ２ １ ４ ７ ４ ８ ３ ６ ４ ７ 。在调用此函数产生随机
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需要样 品抽取这 一环节 。抽样 检验 国家标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ一 ２ ８ ２ ８ 一直是抽样工作 的重要依据。 目前 ， 抽样工作 中用 的随机数是靠骰子获得 ， 在 电子产品极大丰富的今天， 必 将有越来越多 的针对样 品抽取工作的电子设备。本文意 在讨 论 常用 的随 机数生 成方 法及 设备 软件 编程上应 该 注 意 的实质 问题 。 般来说 ， 电子设备 的内核都是各种芯片， 而这些芯 片都是可编程 的。Ｃ语言是最常用 的芯片编程语言。本
有了前面的介绍 ， 下面对 比两个随机数发生程序 ， 它 们都产生介于 ｌ 到１ ０ 间 的随机数值。区别在于一个是 伪随机函数 ， 一个是随机 函数。如下所示 ：
＃ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ＜ｓ ｔ ｄ ｌ ｉ ｂ． ｈ＞
在 Ｃ语 言编 程环 境 中 ， 还提 供 了 ｓ ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 函数 ， 它 的
原形是 ｖ ｏ ｉ ｄ ｓ ｒ ａ ｎ ｄ （ ｉ ｎ ｔ ａ ） 。既然有 了变量 ａ ， 我们再使用 Ｔ ｉ ｍ ｅ （ ） 函数做种子。那最简单的非伪随机序列可以这么 设计 ：
ｓ ｔ ａ ｎ ｄ （ （ ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ） （ ｔ ｉ ｍ ｅ （ Ｎ Ｕ Ｌ Ｌ ） ）
李 楠 王 举
（ 东北大学 ； 沈 阳产品质量监督检 验院 ， 辽宁 沈阳 １ １ １ Ｘ ） ２ ２ ）
摘 要： 本文介绍了 ｃ 语言编程环境下随机函数的算 法和使用 ， 重点描述随机数产 生过程 ， 并 分析了伪随机 函数产生 原因 ， 对仪器开发人员 设计 随机
数产生有一定帮助。
即： Ｙ＝ ＋ｂ （ ｍ ｏ ｄ＂ １ ）
数前 ， 必须先利用 ｓ ｔ ａ ｎ ｄ （ ） 设好随机数种子 ， 如果未设 随 机数种子， ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 在调用时会 自动设随机数种子为 １ 。返 回０ 至Ｒ ＡＮ Ｄ ． Ｍ Ａ Ｘ之间的随机数值。 ４ 随机 函数产 生程序 随机 函数 程序范例 如下 ：
一
文主要讨论 ｃ语言的随机数产生函数的算法 ， 重点区分 随机 函数 和伪 随机 函数 。
２ Ｃ语 言 常用 随机 函数 的算 法 在 以 Ｃ语 言为基 础 的各 种编 程 环境 中 ， 最 常 见 的 随 机 函数是 “ Ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 函数 ” 。 它本 质 上 是 利用 线 性 同余 法 ，
一
然 也就 不 随机 了 ， 这是 最 需要 注意 的地方 。
ｓ ｔ ｎｄ ａ （ （ ｕ ｎ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ） ｔ ｉ ｍ ｅ （ Ｎ Ｕ Ｌ Ｌ ） ） ； ／ ／ 种子是系统时间 ｆ ｏ ｒ （ ｉ ＝Ｏ ； ｉ ＜ｉ ０ ； ｉ ＋ ＋） ／ 出１ ０个 随机数 ｐ ｉ ｆ ｎ ｆ （ ％ｄ＼ ｎ ， ， ， ｒ ａ ｎ ｄ （ ） ） ； ｝ ５ 伪 随机 函数和 随机 函数 的区别
李楠 等 ： 随机 函数 算法及 注意事项分析
随机 函数 算 法 及 注意 事 项分 析
Ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ａ ｎ ｄ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｉ ｔ ｅ ｍｓ
，
被称为 ｓ ｅ ｅ ｄ ， 通 俗 的 叫法是 “ 种子” 。“ 种子” 需 要 程
｛
ｉ ｎ ｔ ｉ ；
序中设定 ， 也正是这个原 因， 直接利用 ｒ ａ ｎ ｄ （ ） 函数来产生 随 机数 ， 并不 是 真正 意 义 上 的 随机 数 ， 是 一 个伪 随机 数 ， 是根据这个“ 种子” 为基准 ， 以某个递推公式推算出来 的 系数 ， 从 而相 当 于产 生 了随 机数 。但 它不 是 真 正 的随 机数 ， 当系统启动后 ， 这个“ 种子” 的值是定了 ， 随机数 自
关键词 ： 随机 函数 ； 抽样 ； 伪随机
ｌ 概 述
随着 中国经济的不断发展 ， 对样 品的抽取工作越来
越显 得重 要 。对 政府 部 门而 言 ， 如 质 检 系统 、 工 商 系统 、 海关 进 出 口检验 等都 需要 对各类 产商 品进 行抽样 。对 企 业 而言 ， 原料 采 购验 收 、 产 品质量 控制 及产 品 出场 检验 都
＃ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ＜ｓ ｔ ｄ ｌ ｉ ｂ． ｈ＞
＃ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ＜ ｓ ｔ ｄ ｉ ｏ． ｈ＞
＃ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ＜ｔ ｉ ｍ ｅ ． ｈ ＞／ ／ 时钟 函数生成 种子
ｖ ｏ ｉ ｄ ｍ ａ ｉ ｎ （ ｖ ｏ ｉ ｄ ）
其中 ： ａ， ｂ ， ｍ 都 是 常 数 。因 此 ｒ ａ ｎ ｄ的产 生 决 定 于