c语言如何不重复数字

在C语言中生成不重复的数字，可以使用随机数生成、数组和排序等技术。主要方法包括：使用随机数生成器和检查重复、使用数组和标记法、使用随机排序和打乱算法。最常用的方法是使用随机数生成器和检查重复。

为了详细描述随机数生成和检查重复的方法，首先我们需要使用 rand() 函数来生成随机数，然后通过一个数组来存储这些随机数，并在生成新的随机数时检查它是否已经存在于数组中。如果存在，则重新生成，直到找到一个新的不重复的数字为止。这种方法虽然简单易懂，但在大量数据时可能效率不高，因此需要对代码进行优化。

接下来，我们将详细介绍这些方法，并给出相应的代码示例。

一、使用随机数生成器和检查重复

生成不重复的随机数最直接的方法就是使用随机数生成器，并通过检查来确保每个生成的数都是独一无二的。

1. 初始化随机数生成器

在C语言中，随机数生成器通常使用 rand() 函数生成，但需要使用 srand() 函数来初始化随机数生成器，以确保每次运行程序时生成的随机数序列不同。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main() {
    srand(time(NULL)); // 使用当前时间作为种子来初始化随机数生成器
    return 0;
}

2. 生成随机数并检查重复

我们可以使用一个数组来存储生成的随机数，并在生成新的随机数时检查它是否已经存在于数组中。如果存在，则重新生成。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define SIZE 10
int main() {
    int numbers[SIZE];
    int count = 0;
    int i, j;
    int random_number;
    srand(time(NULL));
    while (count < SIZE) {
        random_number = rand() % 100; // 生成0到99之间的随机数
        int exists = 0;
        // 检查是否存在重复
        for (i = 0; i < count; i++) {
            if (numbers[i] == random_number) {
                exists = 1;
                break;
            }
        }
        // 如果没有重复，添加到数组中
        if (!exists) {
            numbers[count] = random_number;
            count++;
        }
    }
    // 输出生成的不重复数字
    for (i = 0; i < SIZE; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

二、使用数组和标记法

另一种生成不重复数字的方法是使用数组和标记法。我们创建一个标记数组来记录每个数字是否已经被使用。

1. 创建标记数组

我们可以创建一个布尔数组来记录每个数字是否已经被使用。初始化时，所有标记都是 false。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define SIZE 10
#define MAX 100
int main() {
    int numbers[SIZE];
    int used[MAX] = {0}; // 标记数组，记录每个数字是否被使用
    int count = 0;
    int random_number;
    srand(time(NULL));
    while (count < SIZE) {
        random_number = rand() % MAX; // 生成0到99之间的随机数
        // 如果没有被使用，添加到数组中
        if (!used[random_number]) {
            numbers[count] = random_number;
            used[random_number] = 1; // 标记为已使用
            count++;
        }
    }
    // 输出生成的不重复数字
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

三、使用随机排序和打乱算法

我们还可以使用随机排序和打乱算法来生成不重复的数字。首先生成一个包含所有可能数字的数组，然后使用 Fisher-Yates 洗牌算法来打乱数组。

1. 生成初始数组

首先生成一个包含所有可能数字的数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define SIZE 10
int main() {
    int numbers[SIZE];
    int i;
    // 生成初始数组
    for (i = 0; i < SIZE; i++) {
        numbers[i] = i;
    }
    // 使用当前时间作为种子来初始化随机数生成器
    srand(time(NULL));
    // 打乱数组
    for (i = SIZE - 1; i > 0; i--) {
        int j = rand() % (i + 1);
        int temp = numbers[i];
        numbers[i] = numbers[j];
        numbers[j] = temp;
    }
    // 输出打乱后的数组
    for (i = 0; i < SIZE; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

四、总结

生成不重复的数字在C语言中有多种实现方法，包括使用随机数生成器和检查重复、使用数组和标记法、以及使用随机排序和打乱算法。这些方法各有优缺点，具体选择哪种方法取决于具体应用场景和性能要求。

使用随机数生成器和检查重复的方法简单易懂，但在生成大量数据时可能效率不高。使用数组和标记法可以提高效率，但需要额外的内存空间来存储标记数组。而使用随机排序和打乱算法可以在生成不重复数字时保证高效性，但实现稍微复杂一些。

在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的方法。如果需要处理较大范围的数字且生成速度要求较高，可以考虑使用标记法或打乱算法。如果范围较小且实现简单为主，可以使用随机数生成器和检查重复的方法。

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