C言語の乱数が毎回同じ?srand()とtime()を使う理由

// srandを呼ばずにrand()を使う例
// コンパイル: gcc no_seed.c -o no_seed
// 実行すると、毎回同じ並びの数字が表示される(処理系依存で値は異なる)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        // 0〜RAND_MAXの整数を返す
        printf("%d\n", rand());
    }
    return 0;
}

// 固定シードで初期化する例: srand(1234)
// コンパイル: gcc fixed_seed.c -o fixed_seed
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    unsigned int seed = 1234;        // 任意の固定シード
    srand(seed);                      // 乱数の種を設定
    printf("seed=%u\n", seed);

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d\n", rand());       // 同じseedなら同じ並び
    }
    return 0;
}

// 悪い例: ループ内で毎回srandを呼ぶと、列が毎回リセットされる
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        // 悪手: 毎回初期化してしまう。time(NULL)が同じ秒だと同じ値になる
        srand((unsigned int)time(NULL));
        printf("%d\n", rand()); // 毎回「最初の1個目」だけが出る
    }
    return 0;
}

// 実行ごとに異なる乱数列にする: time(NULL)で種を与える
// コンパイル: gcc time_seed.c -o time_seed
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    unsigned int seed = (unsigned int)time(NULL); // 秒単位の現在時刻
    srand(seed);                                   // 一度だけ初期化
    printf("seed=%u\n", seed);

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d\n", rand());
    }
    return 0;
}

// 実用上の工夫例: 同じ秒でもズレやすくする
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#ifdef _WIN32
#include <process.h> // _getpid
#define GETPID() _getpid()
#else
#include <unistd.h>  // getpid
#define GETPID() getpid()
#endif

int main(void) {
    unsigned int seed = (unsigned int)time(NULL) ^ (unsigned int)GETPID();
    srand(seed);
    printf("seed=%u\n", seed);

    // 乱数を数個「捨て引き」して初期の相関を弱めることもある
    for (int i = 0; i < 4; ++i) (void)rand();

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d\n", rand());
    }
    return 0;
}

// 実行時引数でseedを切り替えるテンプレート
// 使い方: ./prog           → 時刻ベースのseed
//        ./prog 1234      → 固定seed=1234で再現性確保
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    unsigned int seed;
    if (argc >= 2) {
        seed = (unsigned int)strtoul(argv[1], NULL, 10);
    } else {
        seed = (unsigned int)time(NULL);
    }
    srand(seed);
    printf("seed=%u\n", seed);

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("%d\n", rand());
    }
    return 0;
}

// 雛形: mainの冒頭で一度だけ初期化
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    srand((unsigned int)time(NULL)); // ここで一度だけ初期化
    // 以降は自由にrand()を使う
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        printf("%d\n", rand());
    }
    return 0;
}