在C语言中生成随机64/32/16/和8位整数

我希望有人能让我理解为什么代码会这样工作。我正试着把我的头脑集中在一些事情上，但我迷路了

我的教授给了我们这个代码片段，我们必须使用它来生成C语言中的随机数。这个片段会生成一个64位整数，我们必须调整它来生成32位、16位和8位整数。我完全不知道从哪里开始，我不一定要问一个解决方案，只是问原始代码段是如何工作的，这样我就可以在那里调整它

long-rand64（）
{
INTA，b；
长r；
a=兰德（）；
b=兰德（）；
r=（长）a；
r=（r我做了一个相对安全的假设，在计算机的C实现中，
long
是64位数据类型

这里的关键是，由于
long r
是有符号的，所以设置了最高位的任何值都将是负数。因此，代码将
r
移位31位以避免设置该位

|
是一个逻辑位运算符，它通过在
r
中设置
b
中设置的所有位来组合这两个值

编辑：

阅读了一些评论后，我意识到我的答案需要更正。
rand（）
返回的值不超过
rand_MAX
，通常为2^31-1。因此，
r
是31位整数。如果将其向左移位32位，则可以保证其31位（0向上计数）将始终为零。
rand（）
生成一个声誉可疑的随机值
[0…rand_MAX]
，但让我们把声誉放在一边，假设
rand（）
足够好，并且是一个
（幂-of-2-1）

OP代码的弱点：如果
RAND_MAX==pow（2,31）-1
，则OP的
rand64（）
仅返回值[0…pow（2,62））


相反，根据需要多次循环

为了找出每次调用返回的随机比特数，我们需要log2（
RAND_MAX
+1）

rand（）
生成一个介于0和
RAND_MAX
之间的数字。在
int
为32位的系统上，过去20年来基本上都是非嵌入式系统，
RAND_MAX
通常为2^31-1，最大的正符号32位整数。当然，这意味着该函数实际上只生成一个随机的62位整数呃。这不是一个随机的63位整数吗？如果原始值填充了32位，然后向左移动31位，那么得到的是63位。@DanielWalker不，每个
rand（）
产生31位，所以得到的是62位的值啊，我明白了。天哪，这更有意义！所以对于一个随机的16位整数，我可以调用rand（）一次，然后将其向左移动16位？8位也有类似的情况？是的，哈哈，我在打字时脑子里想着教授的实现。但那是正确的吗？是的。你也可以屏蔽你不想要的位。所以，
uint16\u t value=rand（）&0x0000ffff；
很高兴听到这个消息。=）
long
根据标准必须至少有64位。但是这里的函数甚至没有填充第63位，更不用说符号位了。事实上，如果需要int64_t范围内的随机值，那么负值必须以与非负值相同的频率出现。没有理由这样做避免使用已签名的值。正确。后修订。
#include <stdlib.h>
/* Number of bits in inttype_MAX, or in any (1<<k)-1 where 0 <= k < 2040 */
#define IMAX_BITS(m) ((m)/((m)%255+1) / 255%255*8 + 7-86/((m)%255+12))
#define RAND_MAX_BITWIDTH (IMAX_BITS(RAND_MAX))

unsigned long rand_ul(void) {
  unsigned long r = 0;
  for (int i=0; i<IMAX_BITS(ULONG_MAX); i += RAND_MAX_BITWIDTH) {
    r <<= RAND_MAX_BITWIDTH;
    r |= rand();
  }
  return r;
}