C++入門基礎系列：走進資訊學奧賽，如何產生隨機數？

隨著人工智慧、大資料等新一輪科技革命和產業變革的深入推進，

計算機科學基礎教育的人才選拔與培養逐漸受到重視。

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學習計劃&目標

對於

零基礎且初中及以下階段（參加普及組）

的資訊學愛好者，如果

數學基礎還比較紮實

，可以嘗試這樣安排學習計劃：

第一階段：

掌握C++基礎語法

，包括：輸入輸出、條件分支、迴圈等內容；

第二階段：

掌握C++進階語法

，包括：陣列、字串、函式、遞迴、結構體、排序等內容；

第三階段：

初賽前，學習計算機基礎知識，簡單資料結構與演算法、簡單組合數學等，考前真題訓練。

目標

：爭取在普及組複賽中做出

1

道題。

進入本文的主題：

C++中，如何產生隨機數？

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如何產生隨機數？

分三步驟，第1、2步為固定語法格式；第3步根據題目具體要求編寫表示式。

需要引入兩個標頭檔案：cstdlib、ctime；

在程式開頭處編寫固定格式（產生隨機種子）：srand（time（NULL））；這樣能夠保證程式每次執行時，隨機數都不同。

在需要產生隨機數的地方呼叫rand（）函式，構造表示式即可。

資訊學奧賽課課通（C++）

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案例一：產生一個0-10之間的隨機數

rand（）函式會產生一個隨機數，但並沒有確定範圍。如何獲取一個給定範圍的隨機數呢？

在這段程式碼中，只需要讓rand（）函式取10的餘數，即可得到一個小於10之內的整數。注意：標頭檔案、產生隨機種子程式碼的編寫。

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案例二：猜數字遊戲

產生一個1-50之間的隨機整數，只有5次猜測機會。解析：

1、在這個問題中，需要產生1-50之間的隨機數。可以考慮rand（）函式去取50的餘數，但得到的只是0-49之間的數；如何得到想要的範圍？

注意觀察：只需要在前面程式碼的基礎上加個1即可，即：

rand()%50+1。

拓展，如果要產生25-50之間的隨機數，應該怎麼改寫上述程式碼呢？

請思考通用解決思路（文末給出答案）。

2、題目要求只有5次的猜測機會，需要考慮使用迴圈。C++中提供了while、do-while及for迴圈，可根據熟練度及喜好自行選用。建議選用for迴圈，因為這是具有明確次數的迴圈，使用比較方便簡潔。

參考程式碼如下：

上述程式碼中，在for迴圈中進行條件判斷，動態獲取使用者的猜測值guess變數，然後與隨機數num進行比較，根據比較結果提示相應的操作。

如果五次之內猜測正確，則“恭喜使用者”並順利結束程式；如果超過五次也沒有猜測出來，則提示“已經沒有機會了”。

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案例三：猜拳遊戲

這個經典的案例在之前的教學文章、影片裡都有講過，分別用到了C、Java、Python等程式語言實現。本文就以C++的語法來實現其過程。

首先，我們必須有一個基本的思路。因為是和電腦出拳，所以可以這樣實現：

顯示介面（略）

使用者出拳（動態賦值）

電腦出拳（產生隨機數）

判斷勝負

顯示介面這塊由學習者按照個人喜好，自行設計遊戲介面，此處略寫。然後，看使用者出拳部分，採用C++中的

switch條件

結構可以實現，程式碼如下：

前面已經講了隨機數的產生方式，按照固定模式編寫程式碼即可。產生一個1-3之間的隨機數

rand()%3+1

，然後將數字轉換成文字輸出，同樣可以借用前面的switch結構，程式碼如下：

最後一步，就是根據使用者出拳的數字和電腦產生的隨機數進行比較，判斷勝負。這一步的程式碼就留個讀者自行完成了。（可參考作者其他教學資料）

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總結

本文主要講解了在C++中如何產生隨機數。

1、如果只給出最大值，則：rand（）%最大值；如：產生10以內的隨機數，rand（）%10即可。

2、如果給出最小、最大值，則：rand（）%（最大值-最小值）+最小值；如：產生10-30之間的隨機數，表示式就該這樣寫：rand（）%（30-10）+10。

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