Linux программирование в примерах
вернуться

Роббинс Арнольд
Шрифт:

47 fprintf(stderr, "usage: %s number-die-faces\n", argv[0]);

48 fprintf(stderr, "\tUse a positive number!\n");

49 exit(1);

50 }

51

52 for (i = 1; i <= nfaces; i++) {

53 j = rand % 6; /* force to range 0 <= j <= 5 */

54 printf("+-------+\n" );

55 for (k = 0; k < 3; k++)

56 printf("|%s|\n", die_faces[(j * 3) + k]);

57 printf ("+-------+\n\n");

58 }

59

60 return 0;

61 }

Эта программа использует простую ASCII-графику для распечатывания подобия грани игральной кости. Вы вызываете ее с числом граней для вывода. Это вычисляется в строке 44 с помощью

atoi
. (В общем,
atoi
следует избегать в коде изделия, поскольку она не осуществляет проверку на ошибки или переполнение, также как не проверяет вводимые данные.)

Ключевой является строка 53, которая преобразует возвращаемое значение

rand
в число от нуля до пяти, используя оператор остатка,
%
. Значение '
j * 3
' действует в качестве начального индекса массива
die_faces
для трех строк, составляющих каждую грань кости. Строки 55 и 56 выводят саму грань. При запуске появляется вывод наподобие этого:

$ ch12-rand 2 /* Вывести две кости */

+-------+

| |

| * * |

| |

+-------+

+-------+

| * * |

| * |

| * * |

+-------+

Интерфейс

rand
восходит еще к V7 и PDP-11. В частности, на многих системах результатом является лишь 16-разрядное число, что значительно ограничивает диапазон чисел, которые могут быть возвращены. Более того, используемый им алгоритм по современным стандартам считается «слабым». (Версия
rand
GLIBC не имеет этих проблем, но переносимый код должен быть написан со знанием того, что
rand
не является лучшим API для использования.)

ch12-rand.c
использует для получения значения в определенном интервале простую методику: оператор
%
. Эта методика использует младшие биты возвращенного значения (как при десятичном делении, когда остаток отделения на 10 или 100 использует одну или две младшие десятичные цифры). Оказывается, исторический генератор
rand
производил лучшие случайные значения в средних и старших битах по сравнению с младшими битами. Поэтому, если вы должны использовать
rand
, постарайтесь избежать младших битов. Справочная страница GNU/Linux rand(3) цитирует «Числовые рецепты на С» [129] , которая рекомендует эту методику:

129

Numerical Recipes in С. The Art of Scientific Computing,, 2nd edition, by William H. Press, Brian P. Plannery, Saul A. Teukolsky, and William T. Vetterling. Cambridge University Press, USA, 1993, ISBN 0-521-43108-5 — Примеч. автора.

j = 1+ (int)(10.0*rand/(RAND_MAX+1.0)); /* для числа от 1 до 10 */

12.6.2. Функции POSIX:

random
и
srandom

BSD 4.3 ввело random и сопровождающие ее функции. Эти функции используют намного более подходящий генератор случайных чисел, который возвращает 31-разрядное значение. Теперь они входят в расширение XSI, стандартизованное POSIX:

#include <stdlib.h> /* XSI */

long random(void);

void srandom(unsigned int seed);

char *initstate(unsigned int seed, char *state, size_t n);

char *setstate(char *state);

Первые две функции близко соответствуют

rand
и
srand
и могут использоваться сходным образом. Однако, вместо одного начального значения, которое дает последовательность псевдослучайных чисел, эти функции используют начальное значение вместе с массивом состояния: массивом байтов, который хранит сведения о состоянии для вычисления псевдослучайных чисел. Последние две функции дают возможность управлять массивом состояния.

long random(void);

Возвращает число в диапазоне от 0 до 231– 1. (Хотя справочная страница GNU/Linux random(3) говорит между 0 и

RAND_MAX
, это верно лишь для систем GLIBC, где
RAND_MAX
равен 231– 1. На других системах
RAND_MAX
может быть меньше. POSIX явно называет диапазон от 0 до 231– 1.)

void srandom(unsigned int seed);

Устанавливает начальное число. Если

srandom
никогда не вызывается, по умолчанию используется 1.