rand(3)

BEZEICHNUNG
rand, rand_r, srand - Pseudo-Zufallszahlengenerator

BIBLIOTHEK
Standard-C-Bibliothek (libc, -lc)

ÜBERSICHT
#include <stdlib.h>

int rand(void);
void srand(unsigned int zstart);

[[veraltet]] int rand_r(unsigned int *zstartz);

    Mit Glibc erforderliche Feature-Test-Makros (siehe feature_test_macros(7)):

rand_r():
    Seit Glibc 2.24:
        _POSIX_C_SOURCE >= 199506L
    Glibc 2.23 und älter
        _POSIX_C_SOURCE

BESCHREIBUNG
Die Funktion rand() gibt eine pseudo-zufällige Ganzzahl im Bereich 0 bis RAND_MAX inklusive zurück (d.h. dem mathematischen Bereich [0, RAND_MAX]).

Die Funktion srand() setzt ihr Argument als Seed (Zufallswert zum Erzeugen kryptografischer Schlüssel) für eine neue Reihe von pseudo-zufälligen Ganzzahlen ein, die von rand() zurückgegeben werden. Diese Sequenzen sind durch Aufruf von srand() mit dem selben Zufallsstartwert wiederholbar.

Wenn kein Zufallsstartwert angegeben wird, wird automatisch 1 als Zufallsstartwert für rand() genommen.

Die Funktion rand() ist nicht ablaufinvariant, da sie versteckten Status benutzt, der bei jedem Aufruf geändert wird. Dies ist möglicherweise nur der Zufallsstartwert, der beim nächsten Aufruf verwendet werden soll, oder etwas komplizierteres. Um ein reproduzierbares Verhalten für eine Anwendung mit Threads zu erhalten, muss dieser Status explizit gesetzt werden; dies kann mit der ablaufinvarianten Funktion rand_r() erledigt werden.

Wie rand() gibt rand_r() eine pseudo-zufällige Ganzzahl im Bereich [0, RAND_MAX] zurück. Das Argument zstartz ist ein Zeiger auf einen unsigned int, der benutzt wird, um den Status zwischen Aufrufen zu speichern. Falls rand_r() mit dem gleichen Anfangswert für die Ganzzahl aufgerufen wird, auf die zstartz zeigt, und der Wert zwischen den Aufrufen nicht verändert wurde, dann wird das Ergebnis die gleiche pseudo-zufällige Sequenz sein.

Der Wert, auf den das Argument zstartz von rand_r() zeigt, stellt nur einen kleinen Anteil des Status bereit, daher wird diese Funktion nur ein schwacher Pseudo-Zufallsgenerator sein. Probieren Sie stattdessen drand48_r(3).

RÜCKGABEWERT
Die Funktionen rand() und rand_r() geben einen Wert zwischen 0 und RAND_MAX (inklusive) zurück. Die Funktion srand() gibt keinen Wert zurück.

ATTRIBUTE
Siehe attributes(7) für eine Erläuterung der in diesem Abschnitt verwandten Ausdrücke.
Schnittstelle | Attribut | Wert
rand(), rand_r(), srand() | Multithread-Fähigkeit | MT-Sicher

VERSIONEN
Die Versionen von rand() und srand() in der Linux C-Bibliothek benutzen den selben Zufallszahlengenerator wie random(3) und srandom(3), daher sollten niederwertige Bits genauso zufällig wie höherwertige Bits sein. Bei älteren Implementierungen von rand() sind niederwertige Bits jedoch viel weniger zufällig als höherwertige Bits. Benutzen Sie diese Funktion nicht in Anwendungen, die portierbar sein sollen, wenn ein hochwertiger Zufall benötigt wird. (Benutzen Sie stattdessen random(3).)

STANDARDS

rand()
srand()
    C11, POSIX.1-2008.

rand_r()
    POSIX.1-2008.

GESCHICHTE

rand()
srand()
    SVr4, 4.3BSD, C89, POSIX.1-2001.

rand_r()
    POSIX.1-2001. In POSIX.1-2008 als veraltet markiert.

BEISPIELE
POSIX.1-2001 gibt das folgende Beispiel einer Implementierung von rand() und srand(), das vielleicht nützlich ist, wenn es darum geht, die gleiche Abfolge auf zwei unterschiedlichen Rechnern zu erhalten.

    static unsigned long next = 1;

    /* es wird angenommen, dass RAND_MAX 32767 ist */
    int myrand(void) {
        next = next * 1103515245 + 12345;
        return((unsigned) (next/65536) % 32768);
    }

    void mysrand(unsigned int seed) {
        next = seed;
    }

Das folgende Programm kann benutzt werden, um eine pseudo-zufällige Sequenz anzuzeigen, die durch rand() erzeugt wird, wenn ein bestimmter Zufallsstartwert (Zufallswert zum Erzeugen kryptografischer Schlüssel) vorgegeben wird. Wenn der Zufallsstartwert als -1 angegeben wird, verwendet das Programm einen zufälligen Zufallsstartwert.

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        int           r;
        unsigned int  seed, nloops;

        if (argc != 3) {
            fprintf(stderr, "Usage: %s <seed> <nloops>\n", argv[0]);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        seed = atoi(argv[1]);
        nloops = atoi(argv[2]);

        if (seed == -1) {
            seed = arc4random();
            printf("seed: %u\n", seed);
        }

        srand(seed);
        for (unsigned int j = 0; j < nloops; j++) {
            r =  rand();
            printf("%d\n", r);
        }

        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

SIEHE AUCH
drand48(3), random(3)

ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Patrick Rother <krd@gulu.net>, Chris Leick <c.leick@vollbio.de> und Mario Blättermann <mario.blaettermann@gmail.com> erstellt.

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