怎么生成足够大的随机数

Gerton

大家好，我最近做一题要求生成1000000组，每组2个，范围为1到2的31次方的随机数，统计其中互质的组数，然后除以总组数。题目说输出结果约为60.914000%，我写的代码如下，结果总是差很远，我检查了一下，是生成随机数那里出了问题，我看我生成的随机数，最大也就30000多，和我的区间差了很远，请问是为什么？应该怎么改才行呢，谢谢大家了。

1. #include <iostream>
   
2. #include <algorithm>
   
3. #include <time.h>
   
4. using namespace std;
   
5. 
   
6. bool coprime(int m, int n);
   
7. int main()
   
8. {
   
9.         float i;
   
10.         float j = 0;
    
11. 
    
12.         long long max = pow(2, 31);
    
13.         int min = 1;
    
14. 
    
15.         for (i = 1; i < 1000000; i++){
    
16. 
    
17.                 srand(time(NULL));
    
18.                 long long num1 = rand() % (max)+min;
    
19.                 long long num2 = rand() % (max)+min;
    
20. 
    
21.                 if (coprime(num1, num2))
    
22.                 {
    
23.                         j++;
    
24.                 }
    
25.         }
    
26. 
    
27.         float c = j / 1000000;
    
28. 
    
29.         cout << c * 100 << "%" << endl;
    
30. 
    
31.         return 0;
    
32. }
    
33. 
    
34. bool coprime(int m, int n)
    
35. {
    
36.         int num1 = m;
    
37.         int num2 = n;
    
38.         int num3;
    
39. 
    
40.         if (num1 == num2)
    
41.         {
    
42.                 return false;
    
43.         }
    
44.         else if (num1 < num2)
    
45.         {
    
46.                 num1 ^= num2;
    
47.                 num2 ^= num1;
    
48.                 num1 ^= num2;
    
49.         }
    
50.         else
    
51.         {
    
52.                 while ((num3 = num1 % num2) != 0)
    
53.                 {
    
54.                         num1 = num2;
    
55.                         num2 = num3;
    
56.                 }
    
57.                 if (num2 == 1)
    
58.                 {
    
59.                         return true;
    
60.                 }
    
61.                 else
    
62.                 {
    
63.                         return false;
    
64.                 }
    
65.         }
    
66. }

复制代码

人造人

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. unsigned long long get_num(void)
   
6. {
   
7.         size_t group1 = rand() % 2;
   
8.         size_t group2 = rand() % 1000;
   
9.         size_t group3 = rand() % 1000;
   
10.         size_t group4 = rand() % 1000;
    
11.         return group1 * 1000000000 + group2 * 1000000 + group3 * 1000 + group4;
    
12. }
    
13. 
    
14. int main(void)
    
15. {
    
16.         srand(time(NULL));
    
17.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
    
18.                 printf("%-10llu ", get_num());
    
19.         printf("\n");
    
20.         return 0;
    
21. }
    

复制代码

Gerton

人造人 发表于 2019-6-4 11:46

谢谢您的回答，我能问您一下是详细原因吗？我的那种方法为什么产生不了足够大的数字。

人造人

在标准的C库中函数rand()可以生成0~RAND_MAX之间的一个随机数
ISO IEC 9899 2011 (C11)标准中未规定 RAND_MAX 的具体数值。但该标准规定了RAND_MAX 的值应至少为32767。编程的时候，不应该对 RAND_MAX 的具体数值做任何假设。

https://baike.so.com/doc/6691467-6905373.html
https://baike.so.com/doc/5429498-5667743.html

人造人

还有一个问题
下面这两个代码有区别吗？

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
   
8.         {
   
9.                 srand(time(NULL));
   
10.                 printf("%d\n", rand());
    
11.         }
    
12.         return 0;
    
13. }
    

复制代码

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.         srand(time(NULL));
   
8.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
   
9.         {
   
10.                 printf("%d\n", rand());
    
11.         }
    
12.         return 0;
    
13. }
    

复制代码

人造人

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
   
8.         {
   
9.                 srand(time(NULL));
   
10.                 printf("%d\n", rand());
    
11.         }
    
12.         return 0;
    
13. }

复制代码

1. sh-4.4$ gcc -g -Wall -o main main.c
   
2. sh-4.4$ ./main
   
3. 1639720720
   
4. 1639720720
   
5. 1639720720
   
6. 1639720720
   
7. 1639720720
   
8. 1639720720
   
9. 1639720720
   
10. 1639720720
    
11. 1639720720
    
12. 1639720720

复制代码

人造人

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.         srand(time(NULL));
   
8.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
   
9.         {
   
10.                 printf("%d\n", rand());
    
11.         }
    
12.         return 0;
    
13. }

复制代码

1. sh-4.4$ gcc -g -Wall -o main main.c
   
2. sh-4.4$ ./main
   
3. 888289819
   
4. 1525689850
   
5. 753208532
   
6. 926527887
   
7. 1333579581
   
8. 164749365
   
9. 635877355
   
10. 1509412444
    
11. 368207771
    
12. 2000500888

复制代码

人造人

文字被和谐了，贴图片

Gerton

人造人 发表于 2019-6-4 11:46

您好，我又想了一下，这个好像不能产生符合我要求的随机数，您的这个区间好像比我的要小

Croper

人造人 发表于 2019-6-4 12:38
还有一个问题
下面这两个代码有区别吗？

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
   
8.         {
   
9.                 srand(time(NULL));
   
10.                 printf("%d\n", rand());
    
11.         }
    
12.         return 0;
    
13. }
    

复制代码

话说time(null）返回的不是1970年到现在的秒么。。你这段代码肯定执行时间不到一秒吧，那srand了同一个值。。。rand()不就完全一样了么-

Croper

Gerton 发表于 2019-6-4 17:04
您好，我又想了一下，这个好像不能产生符合我要求的随机数，您的这个区间好像比我的要小

知道原理了自己改下不就行了

人造人

Croper 发表于 2019-6-4 17:21
话说time(null）返回的不是1970年到现在的秒么。。你这段代码肯定执行时间不到一秒吧，那srand了同一个 ...

嗯，这个问题我知道答案，我是在问他，因为他把srand和rand放在了一个循环中

人造人

Gerton 发表于 2019-6-4 17:04
您好，我又想了一下，这个好像不能产生符合我要求的随机数，您的这个区间好像比我的要小

现在呢？

1. #include <stdio.h>
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. #include <time.h>
   
4. #include <math.h>
   
5. 
   
6. unsigned long long get_num(void)
   
7. {
   
8.         long long max = pow(2, 31);
   
9.         long long result;
   
10. 
    
11.         do
    
12.         {
    
13.                 size_t group1 = rand() % 3;
    
14.                 size_t group2 = rand() % 1000;
    
15.                 size_t group3 = rand() % 1000;
    
16.                 size_t group4 = rand() % 1000;
    
17.                 result = group1 * 1000000000 + group2 * 1000000 + group3 * 1000 + group4;
    
18.         }
    
19.         while(result >= max);
    
20.         return result;
    
21. }
    
22. 
    
23. int main(void)
    
24. {
    
25.         srand(time(NULL));
    
26.         for(size_t i = 0; i < 10; ++i)
    
27.                 printf("%-10llu ", get_num());
    
28.         printf("\n");
    
29.         return 0;
    
30. }
    

复制代码

Gerton

人造人 发表于 2019-6-4 21:55
嗯，这个问题我知道答案，我是在问他，因为他把srand和rand放在了一个循环中

是的诶，看来我没弄明白这个的意思，谢谢您