RANDOM(3)

名前
random, srandom, initstate, setstate - 乱数を生成する関数

書式
#include <stdlib.h>

long random(void);

void srandom(unsigned seed);

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

char *setstate(char *state);

    glibc 向けの機能検査マクロの要件 (feature_test_macros(7) 参照):

random(), srandom(), initstate(), setstate():
    _XOPEN_SOURCE >= 500
        || /* Glibc since 2.19: */ _DEFAULT_SOURCE
        || /* Glibc versions <= 2.19: */ _SVID_SOURCE || _BSD_SOURCE

説明
random() 関数は、非線形加法フィードバックを用いた乱数生成関数である。 この関数は、0 から 2^31 - 1 までの疑似乱数を返す。 そのために 31 個のロング整数からなるデフォルトの表を使用する。 この乱数を生成する関数の周期はとても長く、およそ 16 * ((2^31) - 1) である。

srandom() 関数は、 random() で返される疑似乱数整数系列の種を設定する。 そのためには新しい種を引数にして srandom() を呼べばよい。 random() で生成される系列は、 引数に同じ種の値を用いて srandom() を呼ぶことで再現可能である。 種の値が与えられない場合には random() 関数は、自動的に 1 を種に設定する。

The initstate() function allows a state array state to be initialized for use by random(). The size of the state array n is used by initstate() to decide how sophisticated a random number generator it should use—the larger the state array, the better the random numbers will be. Current "optimal" values for the size of the state array n are 8, 32, 64, 128, and 256 bytes; other amounts will be rounded down to the nearest known amount. Using less than 8 bytes results in an error. seed is the seed for the initialization, which specifies a starting point for the random number sequence, and provides for restarting at the same point.

setstate() 関数は、 random() で使用される状態配列を変更する。 状態配列 state は、 initstate() または setstate() が 次に呼び出されるまで、乱数の生成に使用される。 state は initstate() を用いて最初に初期化されているか、 以前に呼び出した setstate() の結果でなければならない。

返り値
関数 random() と rand_r() は 0 以上 (2^31) - 1 以下の数を返す。関数 srandom() は値を返さない。

関数 initstate() は、変更前の状態配列へのポインターを返す。エラーの場合、 errno に原因を示す値が設定される。

関数 setstate() は、成功すると 0 を返す。 エラーの場合、-1 を返し、 errno にエラーの原因を示す値が設定される。

エラー

EINVAL
    setstate() の引数 state が NULL であった。

EINVAL
    initstate() で8バイトよりも小さい状態配列を指定した。

属性
この節で使用されている用語の説明については、 attributes(7) を参照。
インターフェース | 属性 | 値
random(), srandom(), initstate(), setstate() | Thread safety | MT-Safe

準拠
POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, 4.3BSD.

注意
The random() function should not be used in multithreaded programs where reproducible behavior is required. Use random_r(3) for that purpose.

乱数の生成は複雑な話題である。 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, 2007, 3rd ed.) では実用的な乱数生成を論点とした優れた議論が第 7 章 (乱数) で展開されている。

より理論的な議論については Donald E. Knuth の The Art of Computer Programming, volume 2 (Seminumerical Algorithms), 2nd ed.; Reading, Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company, 1981 の第 3 章 (乱数) を見よ。ここでは、 たくさんの実用的な話題についても深く網羅されている。

バグ
POSIX では、エラー時に initstate() は NULL を返すべきとされている。 glibc の実装では、エラー時に errno は仕様通りに設定されるが、関数の返り値は NULL ではない。

関連項目
getrandom(2), drand48(3), rand(3), random_r(3), srand(3)

この文書について
この man ページは Linux man-pages プロジェクトのリリース 5.10 の一部である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は https://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。