C++大隨機數的問題，隨機數問題

C++大隨機數的問題，隨機數問題

C++的隨機數最大值是RAND_MAX，在頭文件<stdlib.h>中定義。

在windows平台下的VS是0x7fff，在MacBook的XCode是int的最大值。看來不同的平台是不同的。

但是windows的是在太他媽小了。

先上一個平時的隨機函數：

int littleRand(int min, int max)
{
	//考慮到不同平台下RAND_MAX可能不等於0x7fff，所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX，以免int爆掉

	if (min > max)
	{
		min = max;
	}
	 
	int randV = rand() % (max - min + 1);

	int randResult = min + randV;
	return randResult;
}

想優化一下：想著兩個相乘，最大值是1億，而且都是隨機，就應該是均等的。

int bigRand(int min, int max)
{
	//考慮到不同平台下RAND_MAX可能不等於0x7fff，所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX，以免int爆掉
 
	if (min > max)
	{
		min = max;
	}

	int rand1 = rand() % 10000;
	int rand2 = rand() % 10000;
	int randV = (rand1 * rand2) % (max - min + 1);

	int randResult = min + randV; 
	return randResult;
}

於是我運行了100萬次，生成10以內的隨機數，統計一下出現的次數。

int main()
{ 
	srand(time(0));
	std::map<int, int> a;
	std::map<int, int> b;
	for (int i = 0; i < 1000000; i ++)
	{
		a[bigRand(1, 10)]++;
		b[littleRand(1, 10)]++;
	}
	for (int i = 1; i <= 10; ++ i)
	{
		cout << i <<": \t"<< a[i] << " \t " << b[i] << endl;
	}

	return 0;
}

結果：

左邊的是大隨機數的次數，右邊的是原來的。

可以看出，右邊的比較正常，基本上是平均的。

而左邊的，明顯隔一個就大一點。等於1的特別高。至於怎麼產生的我也想不通。

不過可以想象一下，縮小范圍。就隨機1和2。

1和2的概率都是0.5，兩個數相乘是4.我們可以得到1-4范圍的隨機數。

但是概率明顯不是均等的。假如執行兩次，1和2都出現

就可以等到1：1次，2：2次，3：0次，4：1次。

明顯，相乘的肯定是有差別的.

來，再把小時候媽媽叫我的乘法口訣看一遍。

    std::map<int, int> r;
    for(int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < 10; ++j) {
            r[i * j %10]++;
        }
    }
    for (int i = 0 ; i < 10; ++i) {
        cout << i <<"\t"<< r[i] << endl;
    }

結果：

0     27

1     4

2     12

3     4

4     12

5     9

6     12

7     4

8     12

9     4

那應該怎麼搞呢，其實應該用移位的方法。你算出來的數是10進制的話，每次向左移動1為，就是乘以10，例如我上面的代碼，

int bigRand(int min, int max)
{  
	if (min > max)
	{
		min = max;
	}

	int rand1 = rand() % 10000;
	int rand2 = rand() % 10000;
	int randV = (rand1 * 10000 + rand2) % (max - min + 1);//改成這樣

	int randResult = min + randV; 
	return randResult;
}

10000以下和10000以上完全不相干，兩次隨機不相干。只有這樣才能使正確的隨機。

其實就是求模的時候，模式多少，第一次隨機就要乘以多少。rand1乘以的是rand2的模。

百度了一下其他人的隨機數。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
unsigned long ulrand(void) {
    return (
     (((unsigned long)rand()<<24)&0xFF000000ul)
    |(((unsigned long)rand()<<12)&0x00FFF000ul)
    |(((unsigned long)rand()    )&0x00000FFFul));
}
int i;
unsigned long ul;
void main() {
    srand(time(NULL));
    for (i=0;i<10;i++) {
        ul=ulrand();
        printf("%010lu 0x%08x\n",ul,ul);
    }
}

還有這個簡單點的：

int BigRand()
{
    return RAND_MAX*rand() + rand(); 
}

其實都是通過移位的方式，移出那個隨機數的最大值就行。

不過有個問題要考慮的，就是跨平台問題。不同平台的整形的長度可能不同，RAND_MAX也可能不同。總是移位，可能會出現數組越界。

所以為了安全起見還是用我寫的兩個10000最大值的隨機數吧。