随机数生成函数：rand()、mt_rand()

随机数生成函数在程序设计中是非常常见的，有时候我们需要在程序运行的过程中生成一些随机数来满足需要。基本的随机数生成函数包括rand()和mt_rand()，它们之间有着一些区别，下面我们就来探讨一下这两个函数的使用和差异。

1. rand()函数

rand()是C/C++中的基本的随机数生成函数，它的原型如下：

int rand();

rand()函数会返回一个在0和RAND_MAX之间的随机整数，其中RAND_MAX是一个预定义常量，通常是32767。每次调用rand()函数时，都会返回不同的随机数。

下面是一个调用rand()函数生成随机数的例子：

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main()
{
    // 用当前时间初始化随机数生成器
    srand(time(NULL));

    // 生成10个随机数
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        cout << rand() << endl;
    }

    return 0;
}

这段代码中，我们使用了srand()函数将当前时间作为随机数生成器的种子。这样，每次程序运行时，随机数生成器的种子都会不同，从而可以得到不同的随机数序列。运行上面的代码，我们可以看到输出了10个随机整数。

rand()函数的缺点是它生成的随机数序列并不是真正的随机数序列，而是一个伪随机数序列。这是因为rand()函数根据其种子生成随机数，而随机数生成器的种子可以预测和模拟，因此生成的随机数序列并不具有真正意义上的随机性。这也是为什么现在有很多更复杂的随机数生成算法，比如MT19937算法。

2. mt_rand()函数

mt_rand()函数是基于梅森旋转算法的随机数生成函数，它的原型如下：

int mt_rand(int min, int max);

mt_rand()函数会返回一个在min和max之间的随机整数，其中min和max是函数的两个参数。与rand()函数不同的是，mt_rand()函数生成的随机数序列更加随机，因此在某些场合下，它比rand()函数更加适用。下面是一个调用mt_rand()函数生成随机数的例子：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    // 用当前时间初始化随机数生成器
    srand(time(NULL));

    // 生成10个随机整数
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        cout << mt_rand(0, 100) << endl;
    }

    return 0;
}

这段代码中，我们使用了srand()函数将当前时间作为随机数生成器的种子，并调用了mt_rand()函数生成10个0到100之间的随机整数。

需要注意的是，mt_rand()函数需要在调用之前使用srand()函数将随机数生成器的种子初始化，否则会生成相同的随机数序列。

总结

在程序设计中，随机数生成函数是非常常用的。rand()函数和mt_rand()函数都是常用的随机数生成函数，它们之间有着一些区别：

- rand()函数生成的随机数序列是伪随机数序列。

- mt_rand()函数生成的随机数序列更加随机。

- mt_rand()函数需要在调用之前使用srand()函数将随机数生成器的种子初始化。

- mt_rand()函数的使用范围比rand()函数更加广泛。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的随机数生成函数。