rand, rand_r, srand - Générateur de nombres pseudo-aléatoires.

#include <stdlib.h>

int rand (void);

int rand_r(unsigned int *seedp);

void srand (unsigned int seed);

La fonction rand() renvoie un entier pseudo-aléatoire entre 0 et RAND_MAX.

La fonction srand() utilise son argument comme « graine » pour la génération d'une nouvelle séquence de nombres pseudo-aléatoires, qui seront fournis par rand(). Ces séquences sont reproductibles en appelant srand() avec la même valeur de graine.

Si aucune graine originale n'est fournie, la fonction rand() commence en utilisant la valeur 1.

La fonction rand() n'est ni réentrante ni sûre en contexte multi-threads, car elle utilise un état interne modifié à chaque appel. Il peut s'agir simplement de la valeur de graine aléatoire pour l'appel suivant, ou il peut s'agir de quelquechose de plus compliqué. Afin d'obtenir un comportement reproductible dans une application multi-threads, cet état doit être stocké dans une variable fournie explicitement. La fonction rand_r() est appelée avec un pointeur sur un unsigned int qui servira d'état d'interne. Il s'agit d'une donnée très petite pour stocker la valeur d'état, cette fonction sera donc un générateur pseudo-aléatoire faible. Essayez donc drand48_r(3) à sa place.

Les fonctions rand() et rand_r() renvoient un nombre entier entre 0 et RAND_MAX. La fonction srand() ne renvoie aucune valeur.

POSIX 1003.1-2003 fournit l'exemple suivant d'une implémentation de rand() et srand(), potentiellement utile lorsqu'on a besoin de la même séquence sur deux machines différentes.

    static unsigned long suivant = 1;

/* RAND_MAX supposé être égal à 32767 */ int mon_rand(void) { suivant = suivant * 1103515245 + 12345; return((unsigned)(suivant/65536) % 32768); }

void mon_srand(unsigned graine) { suivant = graine; }

Les versions de rand() et srand() de la bibliothèque C de Linux utilisent le même générateur de nombres aléatoires que random() et srandom(), ainsi les bits de poids faibles sont tout aussi imprévisibles que les bits de poids forts. Ceci n'est pas le cas avec les anciennes implémentations de rand() ou d'actuelles implémentations sur des systèmes différents, où les bits de poids faibles n'étaient pas « aussi aléatoires » que ceux de poids forts. N'utilisez pas cette fonction dans des applications conçues pour être portables et lorsqu'un bon caractère aléatoire est nécessaire.

FreeBSD ajoute une fonction void sranddev(void); qui initialise la graine pour son mauvais générateur de nombres aléatoires rand() avec une valeur obtenue avec son bon générateur de nombres aléatoires random(). Étrange.

Dans Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing (William H. Press, Brian P. Flannery, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling; New York: Cambridge University Press, 1990 (1st ed, p. 207)), le commentaire suivant apparaît : « Si vous désirez engendrer un entier aléatoire entre 1 et 10, vous devez toujours procéder en utilisant les bits de poids forts, comme dans : j=1+(int) (10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); et jamais ainsi : j=1+(rand() % 10); (car cette dernière version utilise les bits de poids faibles). »

La génération de nombres aléatoires est un domaine complexe. Le livre Numerical Recipes in C (référence ci-dessus) fournit une excellente présentation pratique d'un générateur aléatoire dans le chapitre 1 (Random Numbers).

Pour une discussion plus théorique, qui aborde également en profondeur d'autres domaines, voir le chapitre 3 (Random Numbers) du livre de Donald E. Knuth The Art of Computer Programming, volume 2 (Seminumerical Algorithms), 2nd ed.; Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company, 1981.

Les fonctions rand() et srand() sont conformes à SVID 3, BSD 4.3, ISO 9899, POSIX 1003.1-2003. La fonction rand_r() vient de POSIX 1003.1-2003.

drand48(3), random(3)

Christophe Blaess, 1996-2003.