random函数生成随机数的方法。

随机数在计算机科学领域中非常重要，它可以在许多场景中被使用，例如加密技术、模拟、游戏等等。在C++中，随机数可以通过调用random函数来生成，本文将会介绍如何使用random函数生成随机数。

1. 包含头文件和命名空间

在使用random函数之前，需要包含相应的头文件和命名空间。C++中随机数函数属于标准模板库（STL），因此需要包含random头文件，并使用std命名空间，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

2. 生成基本随机数

random函数可以生成不同类型的随机数，包括整型、浮点型、布尔型等。最基本的随机数可以通过如下方法生成：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    uniform_int_distribution<> dis(1, 6); // 生成1到6之间的随机整数

    cout << dis(gen) << endl;
    return 0;
}

上述代码中用到了三个类，分别是random_device、mt19937和uniform_int_distribution。其中，random_device类用于生成随机设备，mt19937类用于生成随机数引擎，uniform_int_distribution类用于指定随机数分布范围。

3. 生成浮点型随机数

除了生成整型随机数外，random函数也可以生成浮点型随机数。生成浮点型随机数时，需要使用uniform_real_distribution类，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    uniform_real_distribution<> dis(0.0, 1.0); // 生成0.0到1.0之间的随机浮点数

    cout << dis(gen) << endl;
    return 0;
}

上述代码中，uniform_real_distribution类用于生成指定范围内的随机浮点数。

4. 生成布尔型随机数

在一些应用场景中，需要生成布尔型的随机数，例如游戏中的随机事件。需要使用bernoulli_distribution类来生成布尔型随机数，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    bernoulli_distribution dis(0.5); // 以50%的概率生成true和false

    cout << boolalpha << dis(gen) << endl; // boolalpha用于将输出结果转换为true或false
    return 0;
}

上述代码中，bernoulli_distribution类的构造函数需要指定true的概率，上述代码以50%的概率生成true和false。

5. 生成一定范围内的随机整数

在一些应用场景中，需要生成一定范围内的随机整数，例如生成一定范围内的随机密码等。需要使用discrete_distribution类来生成指定范围内的随机整数，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    vector<int> v { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    discrete_distribution<> dis(v.begin(), v.end());

    cout << dis(gen) << endl; // 输出1到6之间的整数
    return 0;
}

上述代码中，discrete_distribution类的构造函数需要指定一个权重序列，表示各个元素被选中的概率。上述代码中，v包含1到6的整数，discrete_distribution类会以相等的概率生成这些整数。

6. 设置种子

在生成随机数时，需要给随机数引擎设置一个种子。如果不设置种子，则每次生成的随机数都将相同。使用random_device类生成种子可以提高随机性，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    uniform_int_distribution<> dis(1, 6);

    cout << dis(gen) << endl;
    return 0;
}

上述代码中，使用random_device类生成种子，保证了每次生成的随机数都是不同的。

7. 设置随机数分布

在生成随机数时，可以通过设置随机数分布来更好地满足需求。例如在游戏中，可能需要生成更多的高分数，这时可以使用normal_distribution类生成更多的高分数，代码如下所示：

#include <random>
using namespace std;

int main()
{
    random_device rd;
    mt19937 gen(rd());
    normal_distribution<> dis(5.0, 2.0); // 生成均值为5.0，标准差为2.0的正态分布随机数

    cout << dis(gen) << endl;
    return 0;
}

上述代码中，normal_distribution类的构造函数需要指定均值和标准差，生成的随机数符合正态分布。

总结

生成随机数在程序开发中很常见，本文介绍了如何使用C++的random函数生成不同类型的随机数，包括整型、浮点型、布尔型等，以及如何设置种子和随机数分布，希望能对读者有所帮助。