C言語における乱数生成とは？randomize()とsrand()関数の使い方を徹底解説

はじめに

プログラム内で乱数を生成する際には、生成される数列を適切に制御することが重要です。そのために使用されるのが randomize() 関数と srand() 関数です。

乱数ジェネレータに対して開始値（初期値）を設定することを「シード設定（seeding）」と呼びます。シードが同じであれば毎回同じ乱数列が生成され、シードが異なれば実行ごとに異なる乱数列が得られます。

randomize() と srand() の違い

• randomize()：PCのシステムクロック（時計）を利用して、ランダムなシードを自動的に生成します。
• srand()：乱数ジェネレータの開始値をプログラマが明示的に指定できます。

srand() を使わないサンプルプログラム

まずは rand() 関数のみを使用したC言語のプログラム例です。

#include<stdio.h>
int main(){
    // プログラムを実行するたびに
    // 同じ乱数列が生成される
    for(int i = 0; i<10; i++)
        printf(" %d ", rand());
    return 0;
}

出力結果

シードを設定していないため、何度実行しても次のような同じ出力が得られます。

1804289383
846930886
1681692777
1714636915
1957747793
424238335
719885386
1649760492
596516649
1189641421

srand() を使ったサンプルプログラム

続いて、srand() 関数を使用したC言語のプログラム例を見てみましょう。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include<time.h>
int main(){
    // プログラムを実行するたびに
    // 異なる乱数列が生成される
    // 現在時刻を乱数ジェネレータのシードとして使用
    srand(time(0));
    for(int i = 0; i<10; i++)
        printf(" %d ", rand());
    return 0;
}

出力結果

現在時刻をシードとしているため、実行のたびに時刻が変わり、次のように毎回異なる出力が得られます。

1919778910
1203408690
1755813469
1976428341
37040990
1849384103
986990763
2040061815
391541163
1718314135

まとめ

rand() 単体では毎回同じ乱数列しか生成できませんが、srand(time(0)) のように実行ごとに異なるシードを与えることで、多様な乱数列を得ることができます。用途に応じてシード設定を使い分けましょう。