RAND(3)

BEZEICHNUNG
rand, rand_r, srand - Pseudo-Zufallszahlengenerator

ÜBERSICHT
#include <stdlib.h>

int rand(void);

int rand_r(unsigned int *seedp);

void srand(unsigned int seed);

Mit Glibc erforderliche Makros (siehe feature_test_macros(7)):

rand_r(): _POSIX_C_SOURCE >= 1 || _XOPEN_SOURCE || _POSIX_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 Seed-Wert wiederholbar.

Wenn kein Seed angegeben wird, wird automatisch 1 als Seed-Wert für rand() genommen.

Die Funktion rand() ist weder ablaufinvariant noch sicher für Threads, da sie versteckten Status benutzt, der bei jedem Aufruf geändert wird. Dies ist möglicherweise nur der Seed-Wert, 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 seedp 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 seedp 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 seedp 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.

KONFORM ZU
Die Funktionen rand() und srand() richten sich nach SVr4, 4.3BSD, C89, C99 und POSIX.1-2001. Die Funktion rand_r() richtet sich nach POSIX.1-2001. POSIX.1-2008 kennzeichnet rand_r() als veraltet.

ANMERKUNGEN
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).)

BEISPIEL
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 seed) {
    next = seed;
}

Das folgende Programm kann benutzt werden, um eine pseudo-zufällige Sequenz anzuzeigen, die durch rand() erzeugt wird, wenn eine bestimmte Seed (Zufallswert zum Erzeugen kryptografischer Schlüssel) vorgegeben wird.

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

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

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

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

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

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

SIEHE AUCH
drand48(3), random(3)

KOLOPHON
This page is part of release 3.54 of the Linux man-pages project. A description of the project, and information about reporting bugs, can be found at http://www.kernel.org/doc/man-pages/.

ÜBERSETZUNG
Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Patrick Rother <krd@gulu.net> und Chris Leick <c.leick@vollbio.de> erstellt.

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