C Random
C接口中提供的隨機數接口爲rand()，該隨機數接口產生0 ~ RAND_MAX範圍內的均勻分佈的整數，其中RAND_MAX爲32767。通常我們可以用rand()接口產生多種隨機數：
srand(time(NULL)); // 設置隨機數種子
rand(); // 隨機unsigned short
a + rand() % (b - a); // [a, b]範圍內的整數
a + rand() / RAND_MAX; // [a, a + 1]範圍內的小數
rand() * (1<<16) + rand(); // [0, (1<<32) - 1)的數
值得一提的是，rand()接口並沒有我們想象的那樣好用，根據視頻rand()的問題[1]，C庫隨機數生成的缺點有:
- rand()生成的隨機數範圍有限，srand(seed)接受的種子範圍有限
- rand接口產生的隨機數質量較低
- 使用rand() % n來產生一定範圍的數並不是均勻分佈，因爲不存在一個映射能將32767個值均勻映射到 n個值。
C++ Random
幸運的是，在C++的STL中提供了隨機數質量更高，功能更強大的隨機數生成器和分佈器[2]，我們只需要增加<random>頭文件即可。在進入使用C++隨機數生成器之前，我們首先需要區分隨機數生成器和分佈器。
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生成器：隨機數生成器使用一個隨機數種子產生僞隨機數。依據所採用的隨機數生成算法，隨機數成器大致分爲三類：線性同餘算法，梅森纏繞器算法，帶進位減算法。
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分佈器：隨機數分佈器處理隨機數生成器產生的隨機數，使其滿足一定概率分佈。根據其概率分佈不同，主要分爲：均勻分佈，伯努利分佈，泊松分佈，正態分佈，採樣分佈。詳情參見隨機數分佈。
C++ STL中提供了預定義的隨機數生成器和非確定的隨機數生成器。預定義的隨機數生成器定義了數個特別流行的算法，是較爲良好的僞隨機數生成接口，其中默認的隨機數生成器爲std::default_random_engine 。非確定隨機數生成器則使用硬件作爲隨機數來源，類型爲std::random_device。random_device由於調用代價較高，通常用來產生隨機數種子。注意若不存在相應硬件，則每次調用產生的隨機數序列均一致。
接口使用
通過上面的介紹，我們大致瞭解了C++隨機數庫的內容，接下來我們嘗試提供基本場景的隨機數生成的例子。
//如果有硬件熵源：產生硬件隨機種子
std::random_device rd;
unsigned int seed = rd();
//替代方案：使用時間產生隨機種子
unsigned int seed = time(NULL);
//使用種子產生隨機數生成器: 下面給出了4種，可按喜好挑選。
std::default_random_engine e1(seed);
// std::minstd_rand e2(seed);
// std::mt19937 e3(seed);
// std::ranlux48 e4(seed);
//使用隨機數生成器產生均勻分佈隨機數, 同樣不能像rand() % n方式產生範圍內均勻分佈的隨機數，故一般不使用
//unsigned int rand_num = e1();
//產生一定範圍的隨機整數
std::uniform_int_distribution<int> uniform_dist(0, 99);
int rand_int = uniform_dist(e1); //產生一個0-99的隨機整數，均勻分佈
//產生一定範圍的隨機實數
std::uniform_real_distribution<> uniform_dist2(0, 1);
float rand_real = uniform_dist2(e1); //產生一個0-1的實數，均勻分佈
//產生一個正態分佈: 均值爲0，方差爲2
std::normal_distribution<> normal_dist(0, 2);
float sample = normal_dist(e1); //產生一個正態分佈的樣本
故爲了產生可用的隨機數，我們至少得執行兩行代碼準備隨機數生成器和分佈器，隨後調用對應的接口即可生成隨機數序列。
std::default_random_engine e1(time(NULL));
std::uniform_int_distribution<int> dist(0, n);
這比傳統C庫的隨機數生成稍微麻煩了一些：C庫的隨機數種子只需設置一次，即可在任何作用域調用rand()產生隨機數。在C++中隨機數生成器和分佈器僅在相應作用域內可用。
參考文獻
[1]. Avoid Using rand() and srand(), https://stackoverflow.com/questions/18726102/what-difference-between-rand-and-random-functions 2020,2,19
[2]. Pseudo-random Number Generation, https://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random 2020,2,19