c/c++如何高效生成不重复的随机数？

上结论：srand()+time(NULL)+rand()

srand() 是 C/C++ 编程中用于初始化随机数生成器的函数。它的作用是设置随机数生成器的种子（seed），以便后续调用 rand() 函数时生成不同的随机数序列。

1. 函数组成

srand()

：用于设置随机数生成器的种子。
- 头文件：<stdlib.h>
- 原型：void srand(unsigned int seed);
- 参数：seed 是一个无符号整数，作为随机数生成器的种子。
time(NULL)

：这个函数用于获取当前系统时间（以秒为单位）。
- 头文件：<time.h>
- 原型：time_t time(time_t *timer);
- 参数：NULL 表示不需要存储时间值，直接返回当前时间。
- 返回值：当前时间（从 1970 年 1 月 1 日至今的秒数）。
```
#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main() {
	time_t current_time = time(NULL);
	printf("Current time: %ld\n", current_time);
	return 0;
}
结果如下：
Current time: 1741538645
```

2. 作用

srand(time(NULL)) 的作用是将当前系统时间作为种子传递给随机数生成器。这样做的目的是确保每次程序运行时生成的随机数序列不同，因为时间在不断变化。

如果不使用 srand(time(NULL))，而是直接调用 rand()，每次程序运行时生成的随机数序列会是相同的。
使用 srand(time(NULL)) 后，每次程序运行时生成的随机数序列都会不同。

3. 工作原理

随机数生成器：C/C++ 中的 rand() 函数是一个伪随机数生成器，它基于一个固定的算法生成随机数序列。
种子：srand() 函数通过设置种子来初始化随机数生成器。相同的种子会生成相同的随机数序列。
时间作为种子：time(NULL) 返回当前系统时间，这个值每次运行程序时都不同，因此生成的随机数序列也不同。

4. 使用

使用 srand(time(NULL)) 和 rand() 生成随机数：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main() {
    // 设置随机数种子
    srand(time(NULL));

    // 生成 5 个随机数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int random_num = rand();
        printf("Random number %d: %d\n", i + 1, random_num);
    }

    return 0;
}

输出：

Random number 1: 15362
Random number 2: 8418
Random number 3: 30584
Random number 4: 9994
Random number 5: 30086

每次运行程序时，输出的随机数都会不同。

5. 注意事项

种子只需设置一次：
- 在程序中只需调用一次 srand(time(NULL))，通常在程序开始时调用。
- 如果多次调用 srand()，可能会导致随机数序列重复。
time(NULL) 的精度：
- time(NULL) 返回的时间精度是秒级。如果程序在短时间内多次运行，time(NULL) 可能返回相同的值，导致随机数序列相同。
- 如果需要更高的精度，可以使用 clock() 或其他高精度时间函数。
随机数范围：
- rand() 生成的随机数范围是 0 到 RAND_MAX（通常是 32767）。
- 如果需要生成特定范围内的随机数，可以使用取模运算或公式：
```
int random_num = rand() % 100; // 生成 0 到 99 的随机数
```

6. 改进

如果需要生成特定范围内的随机数，可以改进代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main() {
    // 设置随机数种子
    srand(time(NULL));

    // 生成 5 个 1 到 100 的随机数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        int random_num = rand() % 100 + 1; // 1 到 100
        printf("Random number %d: %d\n", i + 1, random_num);
    }

    return 0;
}

输出：

Random number 1: 92
Random number 2: 85
Random number 3: 40
Random number 4: 16
Random number 5: 11