以下是一个完整的 C++ 随机数生成教程示例，每行代码都附有详细注释：

#include <iostream>   // 引入 iostream 头文件，用于输入输出
#include <cstdlib>    // 引入 cstdlib 头文件，包含 rand() 和 srand() 函数
#include <ctime>      // 引入 ctime 头文件，包含 time() 函数

int main() {
    // 使用当前时间作为随机数种子
    // time(nullptr) 返回从 1970 年 1 月 1 日至今的秒数
    std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(nullptr)));

    // 提示用户输入随机数范围的上限
    std::cout << "请输入随机数范围的上限：";
    int max;
    std::cin >> max;

    // 生成一个介于 0 到 (max - 1) 的随机数
    // rand() % max 将随机数限制在 [0, max-1] 范围内
    int random_number = std::rand() % max;

    // 输出生成的随机数
    std::cout << "生成的随机数是：" << random_number << std::endl;

    // 如果需要生成指定范围内的随机数（例如 [min, max]），可以如下实现
    std::cout << "请输入随机数范围的下限：";
    int min;
    std::cin >> min;

    // 计算范围大小
    int range_size = max - min + 1;

    // 生成一个介于 min 和 max 之间的随机数
    // rand() % range_size 生成 [0, range_size-1] 的随机数
    // 加上 min 后，范围变为 [min, max]
    int random_in_range = std::rand() % range_size + min;

    // 输出生成的随机数
    std::cout << "生成的随机数（范围 [" << min << ", " << max << "]）是：" << random_in_range << std::endl;

    return 0;  // 程序正常结束
}

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代码解析

1. 头文件部分

#include <iostream>   // 提供输入输出功能，如 std::cout 和 std::cin
#include <cstdlib>    // 包含 rand() 和 srand() 函数，用于生成随机数
#include <ctime>      // 包含 time() 函数，用于获取当前时间，作为随机数种子

• iostream 是标准输入输出库。
• cstdlib 提供了随机数相关的函数。
• ctime 提供了时间相关的函数。

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2. 设置随机数种子

std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(nullptr)));

• std::srand() 设置随机数种子。
• std::time(nullptr) 获取当前时间（以秒为单位）。
• 使用当前时间作为种子，确保每次运行程序时生成不同的随机数序列。
• static_cast<unsigned int> 将 time_t 类型转换为无符号整数类型。

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3. 生成随机数

int random_number = std::rand() % max;

• std::rand() 生成一个伪随机数，默认范围是 [0, RAND_MAX]。
• % max 将随机数限制在 [0, max-1] 范围内。

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4. 指定范围的随机数

int random_in_range = std::rand() % range_size + min;

• range_size = max - min + 1 计算范围大小。
• std::rand() % range_size 生成 [0, range_size-1] 的随机数。
• 加上 min 后，范围变为 [min, max]。

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5. 输出结果

std::cout << "生成的随机数是：" << random_number << std::endl;

• 使用 std::cout 输出生成的随机数。
• std::endl 表示换行并刷新输出缓冲区。

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运行示例

假设用户输入如下：

请输入随机数范围的上限：10
生成的随机数是：7
请输入随机数范围的下限：5
生成的随机数（范围 [5, 10]）是：9

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注意事项

1. 随机数的质量：
   • rand() 是伪随机数生成器，适合简单场景。如果需要高质量随机数，可以使用 <random> 库。
2. 范围检查：
   • 在生成范围随机数时，确保 min <= max，否则会导致逻辑错误。
3. 线程安全：
   • rand() 和 srand() 不是线程安全的。在多线程环境中，建议使用 <random> 库。

希望这个示例能帮助你理解 C++ 中随机数的生成！