本文分两部分，先介绍 C 语言中与随机数相关的两个函数 srand 和 rand，后介绍 C++ 中的 random 库。

1、C 语言中的 srand 和 rand

1）实现

#define RAND_MAX 32767	// in <stdlib.h>

unsigned long _Randseed = 1;	// global seed

void srand(unsigned int seed) {
	_Randseed = seed;
}

int rand(void) {
	_Randseed = _Randseed * 1103515245 + 12345;

	return ((unsigned int)(_Randseed >> 16) & RAND_MAX);
}

第一次接触 C 语言中的随机数时，很疑惑为什么有种子这个玩意，只提供一个产生随机数的函数不就行了吗，看了上面的源码后，就明白了，因为计算机不能产生真正的随机数，只能靠数学的方法产生伪随机数。srand 函数的作用是设置种子，如果不设置的话种子（上面的 _Randseed）则默认初始是1，种子是全局变量。rand 的实现就跟数论有关了，可以看到它的返回值范围是 [0, RAND_MAX]，标准也是这么规定的。

2）time

既然计算机不能产生真正的随机数，那怎么才能使程序每次运行的结果不同呢？总得有个随机的东西，那就借助 time 这个函数产生种子，引入一个新东西又会带来一些坑，我早年写过这种程序：

// 生成十个随机数（错误用法）
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
	srand((unsigned int)time(NULL));
	printf("%d: %d\n", i, rand());
}

time_t time(time_t *timer);

它返回“当前时间”，这个“时间“的类型是 time_t，在 VC 中被 typedef 为 unsigned long，标准中只规定它是个算数类型，至于它是如何表示时间的未定义。一般是返回 UNIX 时间戳，定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。上面的程序执行时很快，在一秒内完成循环，所以它产生了相同的随机数。

3）my_rand

下面提供三个生成随机数的模板

/*
** return a random integer in the interval
** [0, RAND_MAX]
*/
int my_rand() {
	static int is_first = 1;
	if (is_first) {
		is_first = 0;
		srand((unsigned int)time(NULL));
	}

	return rand();
}

/*
** return a random integer in the interval
** [a, b]
*/
int uniform_int(int a, int b) {
	static int is_first = 1;
	if (is_first) {
		is_first = 0;
		srand((unsigned int)time(NULL));
	}

	return (int)((double)rand() / ((RAND_MAX + 1.0) / (b - a + 1.0)) + a);
}

/*
** return a random real in the interval
** [a, b] (also [a, b))
*/
double uniform_real(double a, double b) {
	static int is_first = 1;
	if (is_first) {
		is_first = 0;
		srand((unsigned int)time(NULL));
	}

	return (double)rand() / ((double)RAND_MAX / (b - a)) + a;
}

2、random 库

/*
** return a random integer in the interval [a, b]
*/
int uniform_int(int a, int b) {
	static std::default_random_engine e{std::random_device{}()}; // avoid "Most vexing parse"
	static std::uniform_int_distribution<int> u;

	return u(e, decltype(u)::param_type(a, b));
}

/*
** return a random real in the interval [a, b] (also [a, b))
*/
double uniform_real(double a, double b) {
	static std::default_random_engine e{std::random_device{}()};
	static std::uniform_real_distribution<double> u;

	return u(e, decltype(u)::param_type(a, b));
}

【参考资料】

C/C++ 中的随机数