c语言中如何随机生成数组中

在C语言中随机生成数组的方式有多种，常见的方法包括使用rand()函数生成随机数、通过设置随机数种子确保随机性、以及利用循环将随机数赋值给数组中的每个元素。这些方法都能够帮助我们实现随机数组的生成。

使用rand()函数

C语言中的rand()函数是生成随机数的基础。这个函数位于stdlib.h头文件中，返回一个范围在0到RAND_MAX之间的整数。通过将生成的随机数与数组的大小结合，我们可以确保生成的数在我们需要的范围内。

例如，假设我们要生成一个包含10个整数的随机数组，我们可以这样做：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
    int array[10];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        array[i] = rand() % 100;  // 生成0到99之间的随机数
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}

这段代码首先包含了必要的头文件，然后通过srand(time(0))设置随机数种子，以确保每次运行时生成的随机数序列不同。接着，通过循环调用rand()函数，并将生成的随机数赋值给数组中的每个元素。

一、使用`rand()`函数生成随机数组

使用rand()函数生成随机数组是最基本的方法。通过结合rand()函数和数组，可以轻松生成所需的随机数组。

1、设置随机数种子

在生成随机数之前，设置随机数种子是非常重要的一步。srand()函数用于设置随机数种子，使每次运行程序时生成的随机数序列不同。常见的做法是使用time(NULL)作为种子，这样可以确保种子值随时间变化。

#include <stdlib.h>
#include <time.h>
srand(time(NULL));

2、生成随机数并赋值给数组

一旦设置了随机数种子，就可以使用rand()函数生成随机数，并将这些随机数赋值给数组中的每个元素。通过循环遍历数组并调用rand()函数，可以生成一个包含随机数的数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
    int array[10];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        array[i] = rand() % 100;  // 生成0到99之间的随机数
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}

二、控制随机数的范围

在生成随机数时，通常需要控制随机数的范围。例如，生成0到99之间的随机数，可以通过对rand()函数的返回值取模来实现。

int randomNumber = rand() % 100;  // 生成0到99之间的随机数

如果需要生成其他范围内的随机数，可以调整取模的值。例如，生成50到150之间的随机数，可以这样做：

int randomNumber = rand() % 101 + 50;  // 生成50到150之间的随机数

三、生成浮点型随机数

除了生成整数随机数，有时候我们还需要生成浮点型随机数。通过将rand()函数的返回值转换为浮点数，并结合范围控制，可以生成所需的浮点型随机数。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
    float array[10];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        array[i] = (float)rand() / RAND_MAX;  // 生成0到1之间的浮点数
        printf("%f ", array[i]);
    }
    return 0;
}

这段代码通过将rand()函数的返回值除以RAND_MAX，生成了一个范围在0到1之间的浮点数。如果需要生成其他范围的浮点数，可以进一步调整计算公式。

四、生成随机二维数组

除了生成一维随机数组，有时我们还需要生成随机的二维数组。通过嵌套循环，可以轻松生成包含随机数的二维数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
    int array[5][5];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            array[i][j] = rand() % 100;  // 生成0到99之间的随机数
            printf("%d ", array[i][j]);
        }
        printf("n");
    }
    return 0;
}

这段代码通过嵌套循环生成了一个5×5的二维数组，并将每个元素赋值为0到99之间的随机数。

五、使用自定义函数生成随机数组

为了方便代码重用，可以将生成随机数组的逻辑封装到一个自定义函数中。这样可以更方便地生成不同大小和范围的随机数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void generateRandomArray(int array[], int size, int min, int max) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        array[i] = rand() % (max - min + 1) + min;
    }
}
int main() {
    int array[10];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    generateRandomArray(array, 10, 50, 150);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}

这段代码定义了一个名为generateRandomArray的函数，用于生成包含随机数的数组。通过传递数组、数组大小、最小值和最大值，可以生成所需范围内的随机数组。

六、生成不重复的随机数组

有时候我们需要生成不重复的随机数组。实现这种需求的方法之一是使用一个辅助数组来记录已经生成的数，并在生成新数时进行检查，确保不重复。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdbool.h>
bool isUnique(int array[], int size, int num) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        if (array[i] == num) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
void generateUniqueRandomArray(int array[], int size, int min, int max) {
    int count = 0;
    while (count < size) {
        int num = rand() % (max - min + 1) + min;
        if (isUnique(array, count, num)) {
            array[count++] = num;
        }
    }
}
int main() {
    int array[10];
    srand(time(0));  // 设置随机数种子
    generateUniqueRandomArray(array, 10, 0, 99);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    return 0;
}

这段代码通过定义isUnique函数来检查数是否唯一，并在生成新数时进行检查，确保生成的数组元素不重复。

七、总结

在C语言中生成随机数组的方法有多种，可以根据具体需求选择合适的方法。使用rand()函数生成随机数、设置随机数种子确保随机性、控制随机数范围、生成浮点型随机数、生成二维数组、封装自定义函数、生成不重复的随机数组，这些方法都能够帮助我们实现随机数组的生成。通过合理地组合和应用这些方法，可以满足各种复杂的随机数组生成需求。

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