如何避免rand()生成重复随机数？if else结构是否可行？

仅用if else确实能实现不重复的随机数生成，但效率不算高，更推荐用洗牌算法来处理，下面具体说明两种方式：

一、用if else+重试的方式实现 #

思路是：每次生成随机数后，遍历已经存入数组的元素，检查是否重复。如果重复，就重新生成随机数，直到拿到不重复的值。

需要注意的是，你的原代码里用了time(NULL)但没包含<time.h>，编译时会有警告，记得补上。修改后的代码如下：

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

int main(int argc, char *argv[]) {  
    srand(time(NULL));
    int i, j;
    int dizi[20];

    for (i = 0; i < 20; i++) {
        int num;
        int is_duplicate;
        do {
            num = rand() % 20;
            is_duplicate = 0;
            // 检查当前数是否和之前的重复
            for (j = 0; j < i; j++) {
                if (dizi[j] == num) {
                    is_duplicate = 1;
                    break;
                }
            }
        } while (is_duplicate); // 重复就重试
        dizi[i] = num;
    }   

    for (i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%d\n", dizi[i]);
    }   
    
    return 0;
}

这种方法的问题在于：当数组快填满时（比如生成第19、20个数时），重复的概率会非常高，可能需要多次调用rand()才能拿到未出现过的数，效率较低。

二、更高效的洗牌算法（Fisher-Yates） #

思路是：先初始化一个包含0到19的有序数组，然后通过随机交换数组元素的位置，得到一个无重复的随机序列。这种方法的时间复杂度是O(n)，效率远高于重试法。

代码示例：

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

int main(int argc, char *argv[]) {  
    srand(time(NULL));
    int i;
    int dizi[20];

    // 先初始化数组为0到19的有序序列
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        dizi[i] = i;
    }

    // Fisher-Yates洗牌：从后往前交换
    for (i = 19; i > 0; i--) {
        // 生成0到i的随机索引
        int rand_idx = rand() % (i + 1);
        // 交换当前元素和随机索引的元素
        int temp = dizi[i];
        dizi[i] = dizi[rand_idx];
        dizi[rand_idx] = temp;
    }

    // 输出结果
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%d\n", dizi[i]);
    }   
    
    return 0;
}

这种方法能保证每个数只出现一次，且随机分布均匀，没有重试的开销，是生成无重复随机序列的最优方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者0CalamityKing0