C:
Satunnaisten numeroiden generointi

Kuinka:

C-kielessä satunnaislukuja voidaan generoida käyttämällä rand()-funktiota, joka on osa C-standardikirjastoa <stdlib.h>. Oletuksena rand() tuottaa pseudo-satunnaislukuja väliltä 0 RAND_MAX (vakio, joka on määritelty <stdlib.h>-kirjastossa). Tarkemmalle kontrollille alueesta ohjelmoijat voivat manipuloida rand()-funktion tulostetta.

Tässä on yksinkertainen esimerkki satunnaisluvun generoinnista väliltä 0–99:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // rand() ja srand() varten
#include <time.h>   // time() varten

int main() {
    // Kylvä satunnaislukugeneraattori
    srand((unsigned) time(NULL));

    // Generoi satunnaisluku väliltä 0–99
    int randomNumber = rand() % 100;

    printf("Satunnaisluku: %d\n", randomNumber);

    return 0;
}

Esimerkkituloste voi vaihdella joka kerta, kun ohjelma suoritetaan:

Satunnaisluku: 42

Satunnaislukujen generoimiseksi eri alueelta, voi modulo-operaattoria (%) säätää tarpeen mukaan. Esimerkiksi rand() % 10 generoi lukuja väliltä 0–9.

On tärkeää huomata, että pseudo-satunnaislukugeneraattorin kylvö (srand()-kutsu) nykyisellä ajalla (time(NULL)) varmistaa erilaiset satunnaislukusarjat ohjelman suoritusten välillä. Ilman kylvöä (srand()) rand() tuottaisi saman sarjan numeroita joka kerta, kun ohjelma suoritetaan.

Syväsukellus

rand()-funktio ja sen kylvöpari srand() ovat olleet osa C-standardikirjastoa vuosikymmeniä. Ne perustuvat algoritmeihin, jotka generoivat numerojonoja, jotka vain vaikuttavat satunnaisilta—siitä termi “pseudo-satunnainen.” rand()-funktion taustalla oleva algoritmi on tyypillisesti lineaarinen kongruentiaaligeneraattori (LCG).

Vaikka rand() ja srand() ovat riittäviä monille sovelluksille, niiden tiedetään olevan rajoittuneita, erityisesti satunnaisuuden laadun ja mahdollisen ennustettavuuden suhteen. Sovelluksille, jotka vaativat korkealaatuista satunnaisuutta, kuten kryptografiset toimet, tulee harkita vaihtoehtoja, kuten /dev/random tai /dev/urandom (Unix-tyyppisissä järjestelmissä), tai kryptografisten kirjastojen tarjoamia API:ja.

C11:n esittelyssä, ISO C -standardiin lisättiin uusi otsikkotiedosto, <stdatomic.h>, joka tarjoaa hienosyisemmän kontrollin rinnakkaistoiminnoille, mutta ei suoraan liity satunnaisuuteen. Todellisen satunnaisuuden saavuttamiseksi C:ssä, kehittäjät kääntyvät usein alusta-spesifisten tai ulkoisten kirjastojen puoleen, jotka tarjoavat parempia algoritmeja tai hyödyntävät laitteistopohjaisia entropialähteitä.

Muista, että vaikka rand() toimii yksinkertaisena ja saavutettavissa olevana keinona generoida pseudo-satunnaislukuja, sen käyttöalue modernissa sovelluskehityksessä on rajoittunut tulosteen laadun ja ennustettavuuden vuoksi. Kun tarvitaan vankempia ratkaisuja, erityisesti turvallisuustietoisissa sovelluksissa, standardikirjaston ulkopuolelle tutkiminen on erittäin suositeltavaa.