为什么rand（）的范围小于int的范围？

Question

我正在尝试用5000个随机数填充向量。 每个数字都是整数。 但是我想知道为什么rand（）只给出正整数，为什么它从不给出整数可以容纳的最大值。 有什么理由吗？

#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;
}

Answer 1

这是rand()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，但将为“至少32767”。

除了“这是如何指定”之外没有其他“为什么”。

如果要包含一个负数的范围，则可以应用一些数学运算（例如，减法）。

注意事项：

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

所述设施为您提供了更好的控制和更好的分配（ 示例 ）。

Answer 2

为什么你没有得到完整的可能范围的原因是rand()是古。

早在rand()开发时，实现随机数生成器的常用方法就是所谓的线性同余生成器（lcg）。 这不会给出非常随机的数字。 实际上，如果您看过前几个，它们是可以预见的。 但是，当时的计算机运行缓慢，只能处理少量数据。

这就是rand()仅承诺15位的原因-常量RAND_MAX定义了您可以从RAND获得的最大值，并且该值可以低至32767 。 那时的32位计算机并不常见，因此使用16位数字是合理的。 对于常见的LCG实现，最低位是毫无价值的（在0和1之间切换），因此无论如何您都希望将其丢弃。

几十年来的改进已使发电机更好了。 特别是， mt19937生成器非常好，但仍然非常高效。 自2011年以来，C ++具有<random> ，其中包括std::mt19937 。 另外，为方便起见，您现在可以使用std::uniform_int_distribution<>(min,max)选择自己的分布

Answer 3

如前所述，不建议使用rand() ，并且切勿在实际情况下使用它。 但是要回答关于为什么只使用正整数的问题，这是因为生成负随机整数是多余的，因此您可以使用基本数学从生成的正随机数中生成负数。

举个例子：如果我想产生一个介于-5和27之间的完全随机的随机数，我可以产生一个介于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;
}

因为这不是实际情况，所以我也没有植入随机数。 因此，您不应该在代码中使用此功能，但是它几乎适用于任何RNG函数，您只需从正值中减去负值范围即可。 但是，您应该使用C ++ 11随机数生成器。