推荐使用uniform_int_distribution配合std::mt19937生成随机数,因rand()存在分布不均、质量差、周期短、非线程安全等问题;通过random_device初始化种子,定义闭区间范围,复用引擎和分布对象,可高效生成均匀随机整数,适用于游戏、抽样、模拟等场景。

在C++中生成指定范围内的随机数,推荐使用 uniform_int_distribution 配合随机数引擎(如 std::mt19937)来实现。这种方法比传统的 rand() 更安全、更均匀,也更现代。
为什么不用 rand()?
虽然 rand() 可以生成随机数,但它存在几个问题:
- 分布不均匀,尤其在取模操作后
- 随机质量差,周期短
- 最大值受限(RAND_MAX 通常为 32767)
- 不是线程安全的
因此,C++11 引入了
uniform_int_distribution 基本用法
std::uniform_int_distribution
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基本步骤如下:
- 创建一个随机数引擎(如 std::mt19937)
- 定义 uniform_int_distribution 对象,指定范围 [min, max]
- 用引擎生成随机数,传给 distribution 对象
#include#include int main() { // 1. 创建随机数引擎 std::random_device rd; // 真实随机种子 std::mt19937 gen(rd()); // Mersenne Twister 引擎 // 2. 定义分布:生成 [1, 100] 的整数 std::uniform_int_distribution dis(1, 100); // 3. 生成并输出5个随机数 for (int i = 0; i < 5; ++i) { int random_num = dis(gen); std::cout << random_num << " "; } std::cout << std::endl; return 0; }
关键细节说明
范围是闭区间 [a, b]:uniform_int_distribution 生成的值包含 a 和 b。例如 dis(1, 6) 可能返回 1、2、3、4、5 或 6,适合模拟掷骰子。
随机引擎建议用 std::mt19937:它速度快、周期长(约 2^19937),是常用选择。配合 std::random_device 初始化种子,避免每次程序运行得到相同序列。
避免重复创建引擎和分布对象:应将引擎和分布声明为静态或复用,否则可能影响性能或随机性。
常见应用场景
生成指定范围的随机整数非常实用,例如:
- 游戏开发中生成敌人位置:dis(0, 100)
- 随机抽样:dis(0, data.size()-1)
- 模拟掷骰子:dis(1, 6)
- 生成验证码数字:dis(0, 9)
如果需要生成负数范围,也可以直接指定:
std::uniform_int_distributionneg_dis(-10, 10); // [-10, 10]
基本上就这些。使用 uniform_int_distribution 能让你的随机数更可靠、更符合预期。不复杂但容易忽略的是种子初始化——用 std::random_device 提高随机性,避免伪随机序列重复。










