การสุ่มตัวเลขในช่วงที่กำหนด (Range) ในภาษา C

ฟังก์ชัน rand() ใน C สุ่มตัวเลขได้แค่ช่วง 0 ถึง RAND_MAX เพื่อสุ่มในช่วงที่ต้องการ [lower, upper] ต้องใช้สูตรคณิตศาสตร์ปรับช่วง

สูตรการสุ่มในช่วง [L, R]

random_number = (rand() % (upper - lower + 1)) + lower;

อธิบายสูตร

rand() % (upper - lower + 1) → ได้ค่า 0 ถึง (upper - lower)
+ lower → เลื่อนช่วงให้เริ่มจาก lower
ผลลัพธ์: ค่าสุ่มในช่วง [lower, upper] รวมทั้งสองข้าง

การ Seed ด้วย srand()

ต้อง Seed ด้วย srand(time(0)) เพื่อให้ได้ลำดับสุ่มต่างกันทุกครั้งที่รัน

time(0) คืนค่า Unix Timestamp (วินาที)
วาง srand() ครั้งเดียว ที่เริ่มโปรแกรม (ไม่ใช่ใน Loop)

ตัวอย่างโค้ดสมบูรณ์

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// ฟังก์ชันสุ่มในช่วง [l, r] จำนวน count ครั้ง
void generate_random(int l, int r, int count) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        int rand_num = (rand() % (r - l + 1)) + l;
        printf("%d ", rand_num);
    }
}

int main() {
    int lower = 10, upper = 15, count = 15;
    
    // Seed ด้วยเวลาปัจจุบัน (ครั้งเดียว!)
    srand(time(0));
    
    generate_random(lower, upper, count);
    printf("\n");
    
    return 0;
}

ผลลัพธ์ตัวอย่าง

15 11 13 10 13 10 15 11 14 12 12 13 12 13 14

หมายเหตุ: ผลลัพธ์จะต่างกันทุกครั้งที่รัน

ข้อควรระวัง (Bias Problem)

rand() % N มี Modulo Bias เมื่อ RAND_MAX + 1 ไม่หาร N ลงตัว ทำให้บางตัวเลขมีโอกาสออกมากกว่า

วิธีแก้ Bias (Better Random)

int rand_range(int min, int max) {
    int range = max - min + 1;
    int limit = RAND_MAX - (RAND_MAX % range);
    int r;
    do {
        r = rand();
    } while (r >= limit); // Rejection Sampling
    return min + (r % range);
}

C++11 Library (แนะนำสำหรับโปรเจคจริง)

#include <random>
#include <iostream>

int main() {
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dist(10, 15);
    
    for (int i = 0; i < 15; ++i) {
        std::cout << dist(gen) << ' ';
    }
    return 0;
}

ใช้ Mersenne Twister (mt19937) คุณภาพสุ่มดีกว่า rand() มาก และไม่มี Bias