C:
Generazione di numeri casuali

Come fare:

In C, i numeri casuali possono essere generati utilizzando la funzione rand(), che fa parte della libreria standard C <stdlib.h>. Per impostazione predefinita, rand() produce numeri pseudo-casuali nell’intervallo da 0 a RAND_MAX (una costante definita in <stdlib.h>). Per avere più controllo sull’intervallo, i programmatori possono manipolare l’output di rand().

Ecco un semplice esempio di generazione di un numero casuale tra 0 e 99:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // Per rand() e srand()
#include <time.h>   // Per time()

int main() {
    // Inizializza il generatore di numeri casuali
    srand((unsigned) time(NULL));

    // Genera un numero casuale tra 0 e 99
    int numeroCasuale = rand() % 100;

    printf("Numero Casuale: %d\n", numeroCasuale);

    return 0;
}

L’output di esempio potrebbe variare ogni volta che esegui questo programma:

Numero Casuale: 42

Per generare numeri casuali in un intervallo diverso, puoi regolare il modulo operatore (%) di conseguenza. Per esempio, rand() % 10 genera numeri da 0 a 9.

È importante notare che inizializzare il generatore di numeri pseudo-casuali (srand()) con l’ora corrente (time(NULL)) assicura sequenze diverse di numeri casuali ad ogni esecuzione del programma. Senza l’inizializzazione (srand()), rand() produrrebbe la stessa sequenza di numeri ogni volta che il programma viene eseguito.

Approfondimento

La funzione rand() e la sua controparte per l’inizializzazione srand() fanno parte della libreria standard C da decenni. Sono basate su algoritmi che generano sequenze di numeri che sembrano essere casuali—da qui il termine “pseudo-casuali”. L’algoritmo sottostante in rand() è tipicamente un generatore congruenziale lineare (LCG).

Sebbene rand() e srand() siano sufficienti per molte applicazioni, presentano limitazioni note, specialmente riguardo alla qualità della casualità e alla potenziale prevedibilità. Per applicazioni che richiedono casualità di alta qualità, come le operazioni crittografiche, si dovrebbero considerare alternative come /dev/random o /dev/urandom (su sistemi simili a Unix), o API fornite da librerie crittografiche.

Con l’introduzione di C11, lo standard ISO C ha incluso un nuovo header, <stdatomic.h>, offrendo un controllo più raffinato per le operazioni concorrenti, ma non riguardanti direttamente la casualità. Per una vera casualità in C, gli sviluppatori spesso si rivolgono a librerie specifiche della piattaforma o esterne che offrono algoritmi migliori o fanno uso di fonti di entropia hardware.

Ricorda, mentre rand() serve come un mezzo semplice e accessibile per generare numeri pseudo-casuali, i suoi usi nelle applicazioni moderne sono limitati dalla qualità e dalla prevedibilità del suo output. Quando sono richieste soluzioni più robuste, specialmente per applicazioni attente alla sicurezza, esplorare oltre la libreria standard è vivamente consigliato.