從 C 到 C++ 學習筆記：容器與隨機數

一、數組 vs Vector

1. 定義差異

// C 風格數組：必須指定大小，運行時無法獲取長度
int arr[100];
int len = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); // 僅編譯期常量有效

// C++ vector：動態大小，自帶 size()
vector<int> v1;                    // 空
vector<int> v2(arr, arr+10);       // 從數組範圍構造
vector<int> v3(10, 0);             // 10 個 0

2. 大小管理

• 數組：大小固定，strlen 僅適用字符串，通用數組無長度感知
• Vector：v.size() 即時獲取，v.push_back() 自動擴容

3. 頭文件

數組無需頭文件，Vector 需 #include <vector>

二、偽隨機數：rand() 與 srand()

1. 頭文件

#include <cstdlib> (C++ 風格) 或 <stdlib.h>

2. 核心機制

• srand(seed)：設置種子，決定序列起點。同種子產生同序列
• rand()：返回 [0, RAND_MAX] 偽隨機整數
• 組合使用：srand(time(0)) + rand() 獲得「不同」序列

3. 常用範圍轉換

// [0, n-1]
int r = rand() % n;

// [a, b]
int r = a + rand() % (b - a + 1);

// [0.0, 1.0) 浮點
double r = (double)rand() / RAND_MAX;

4. 注意事項

• 程序中 僅調用一次 srand，通常在 main 開頭
• rand() 線程不安全，多線程環境建議用 C++11 <random> 庫
• 偽隨機非加密安全，密碼學用途需用 std::random_device 或專用庫

現代 C++ 建議

C++11 引入 <random> 提供更優的隨機數設施：

#include <random>
std::mt19937 gen(std::random_device{}());
std::uniform_int_distribution<> dis(1, 100);
int r = dis(gen);  // 更高質量、類型安全、分布豐富

標準容器優先用 vector, string, map 等，避免裸數組與手動內存管理。