C++中的随机数生成是编程中常见的需求，特别是在模拟、游戏开发、数据分析等领域。C++标准库提供了一个名为`rand()`的函数，用于生成0到`RAND_MAX`之间的随机整数。`RAND_MAX`是一个预定义的常量，其值至少为32767，这取决于具体的实现。`rand()`函数生成的是伪随机数，即每次程序执行时，如果不改变随机数种子，它会返回相同的序列。
为了生成特定范围内的随机数，可以使用求模运算符 `%`。例如，若要生成0或1，可以使用`rand() % 2`；若要生成1到6之间的随机数，可以使用`rand() % 6 + 1`。这里，`%`后的数字被称为比例因子，而`+1`是为了确保结果包含范围的起始值。
以下是一些示例代码片段：
```cpp
#include <iostream>
#include <cstdlib>
int main() {
for (int i = 1; i <= 20; i++) {
std::cout << (1 + rand() % 6) << '\t';
if (i % 5 == 0)
std::cout << std::endl;
}
return 0;
}
```
这段代码会打印出20个1到6之间的随机整数，每5个数换一行。
然而，`rand()`函数生成的伪随机数序列是可预测的，这意味着如果你不改变随机种子，每次运行程序都会得到相同的结果。为了生成不同的随机数序列，可以使用`srand()`函数来设置随机种子。`srand(unsigned int seed)`函数接受一个无符号整数作为种子，这样每次程序运行时，只要种子不同，生成的随机数序列也会不同。
例如：
```cpp
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
int main() {
srand(time(0)); // 使用当前时间作为随机种子
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
std::cout << (1 + rand() % 6) << '\t';
if (i % 5 == 0)
std::cout << std::endl;
}
return 0;
}
```
在这里，`time(0)`返回当前时间的秒数，将其作为种子传递给`srand()`，确保每次运行时都有不同的随机数序列。
另外，还有一种情况，如果你不想每次都手动输入种子，可以使用`time(0)`或者`time(NULL)`，它们都表示当前的“日历时间”秒数，这样可以避免重复的随机数序列。
在更复杂的场景中，如生成三位整数并进行排序，可以结合`rand()`和排序算法。例如，使用选择排序对数组进行排序，并计算排序所需的时间：
```cpp
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <conio.h>
void select_sort(int array[], int n) {
// 实现选择排序的代码
}
int main() {
srand(time(0));
int a[100000];
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
a[i] = rand() % 100 + 100; // 生成100到1100之间的随机整数
std::cout << a[i] << '\t';
}
// 接下来进行选择排序和时间计算的代码
return 0;
}
```
C++中的随机数生成主要依赖`rand()`和`srand()`函数，通过合理地设置和使用它们，可以满足各种随机数生成的需求。
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