C - 当程序在同一秒内执行时，如何确保 C 中生成不同的随机数？

Question

对于作业，我应该确保即使我在同一秒内执行程序，我也应该返回不同的数字。然而，我读过其他帖子，但不太清楚如何在同一秒内具体执行此操作。如果我运行代码：

int main()
{    
    srand(time(NULL));

    for(count = 0; count < 10; count++)
    {
        printf("%d\n", rand()%20 + 1);
    }

    return 0;
}

在同一秒内执行时，我最终得到相同的结果。有谁知道如何在同一秒内混合结果？如果这有影响的话，我正在 Unix 环境中操作。谢谢。

Answer 1

为了防止 2 个程序从 生成相同的伪随机数rand()，它们必须至少有效地使用不同的种子srand()。

程序两次运行的种子来源可以来自于

1）同源——具有独特的生成机制。
2）真正的随机源，并且相同种子生成的机会较低。

1A 与 #1 一起time()经常使用，但根据定义，程序在同一秒启动，因此简单地使用它会失败。

1B 尝试创建一个两个程序都可以访问的文件，以写入类似“我从这个种子 - 12345 开始，所以如果您生成该种子，请重试”之类的内容。

1C 另一种方法是使用（@Will）暗示的更精细的时间 - 这更好，但更精细的分辨率可能还不够。

2A 一些平台通过系统函数调用提供真正的随机数，但由于它依赖于各种深奥的系统事件，因此与 相比速度较慢rand()，但​​对于播种 srand()很有用。并非所有系统都提供此功能。
[编辑] 直到后来才看到Unix标签。
/dev/random& /dev/urandom(@Dietrich Epp) 提供此功能。

2B 人们可以使用不同的人类反应时间，例如

printf("Press enter\n");
unsigned u = 0;
while (!keyboard_hit()) u++;
srand(u);

两者：结合（通过异或^）各种来源，例如pid()，time()reaction_time()等会有所帮助。（参见@nodakai）

即使采用各种机制来防止随机数生成器的不同种子， 2 次不同的运行仍然可以生成相同的序列：每个 OP 代码大约 20^10 (10,240,000,000,000) 次中有 1 次。毕竟这些都是随机数，可能会出现相同的序列。

为了绝对防止重复，两个程序必须进行通信——至少在一个方向上。也许哪个程序首先写入一个公共文件，生成序列，下一个程序可以检查并确保它生成的序列是不同的。

// pseudo code
n = 1;
repeat {
  srand(time()^n^pid());
  n++;
  generate_random_number_sequence();
  attempt exclusive r/w access to shared file.
  if (file opened) {
    read file;
    if (different sequence) {
      write new sequence and fclose()
      if (no I/O errors) {
        we are done - exit
      }
    }
    fclose()
  }
  maybe sleep for a fraction of a second
  maybe quit if repeated too often
}