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C言語Tips集 - 擬似乱数を発生させる

C言語で擬似乱数を発生させるには，stdlib.h の rand 関数を使用します．

rand

#include <stdlib.h>

int rand(void);

rand 関数は，0 以上 RAND_MAX 以下の範囲の擬似乱数を計算する関数です．なお，RAND_MAX マクロの値は処理系によって異なりますが，32767 以上であることが保障されています．

取得する擬似乱数の範囲を制限するためには rand 関数から返された値の余剰を計算します．

例えば 0 〜 50 までの擬似乱数を取得したい場合は以下のように記述します．

int r = rand() % 51;

1 〜 50 までの擬似乱数を取得したい場合は以下のように記述します．

int r = rand() % 50 + 1;

rand 関数はそのまま実行すると実行するたびに同じパターンで擬似乱数を発生します．
実行するたびに異なるパターンで擬似乱数を発生させるには，srand 関数を使用します．

srand

#include <stdlib.h>

void srand(
    unsigned int seed
);

srand 関数は，rand 関数で返される擬似乱数の乱数種 (シード) を seed に変更する関数です．シードとは，擬似乱数を生成するための計算に用いられる係数です．srand 関数でシードを設定することで擬似乱数生成のパターンを変更することができます．

実行毎に異なるパターンで擬似乱数を発生させるには，time 関数を使用して現在時刻を取得し，それを引数にして srand 関数を使用します．具体的には以下のように記述します．

#include <stdlib.h>
#include <time.h> /* time 関数のために必要 */

・・・

srand((unsigned)time(NULL));
r = rand();

C言語サンプルプログラム

以下に rand 関数と srand 関数を使用して，1 から 100 までの擬似乱数を生成するサンプルプログラムを示します．

/* header files */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/* main */
int main(void) {
    int i, n;

    /* 乱数のシードを与える */
    srand((unsigned)time(NULL));

    for ( i = 0; i <= 9; i++ ) {
        /* 1 から 100 までの乱数を発生させる */
        n = rand() % 100 + 1;

        /* 表示 */
        printf("%2d回目 = %3d\n", i + 1, n);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

実行例

サンプルプログラムの実行結果は以下のようになります．

 1回目 =  76
 2回目 =  31
 3回目 =  99
 4回目 =  12
 5回目 =  72
 6回目 =  48
 7回目 =  92
 8回目 =  27
 9回目 =  84
10回目 =  77

Cプログラマの必読書

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