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復雜談談關於C++中大隨機數的問題

編輯:關於C++

復雜談談關於C++中大隨機數的問題。本站提示廣大學習愛好者:(復雜談談關於C++中大隨機數的問題)文章只能為提供參考,不一定能成為您想要的結果。以下是復雜談談關於C++中大隨機數的問題正文


前言

大家都知道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的是在太小了。

先上一個平常的隨機函數:

int littleRand(int min, int max) 
{ 
 //思索到不同平台下RAND_MAX能夠不等於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) 
{ 
 //思索到不同平台下RAND_MAX能夠不等於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; 
} 

於是我運轉了100萬次,生成10以內的隨機數,統計一下呈現的次數。

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; 
} 

後果:

右邊的是大隨機數的次數,左邊的是原來的。

可以看出,左邊的比擬正常,根本上是均勻的。

而右邊的,分明隔一個就大一點。等於1的特別高。至於怎樣發生的我也想不通。

不過可以想象一下,減少范圍。就隨機1和2。

1和2的概率都是0.5,兩個數相乘是4.我們可以失掉1-4范圍的隨機數。

但是概率分明不是均等的。假設執行兩次,1和2都呈現

就可以等到1:1次,2:2次,3:0次,4:1次。

分明,相乘的一定是有差異的.

來,再把小時分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; 
} 

後果:

0 27
1 4
2 12
3 4
4 12
5 9
6 12
7 4
8 12
9 4

那應該怎樣搞呢,其實應該用移位的辦法。你算出來的數是10進制的話,每次向左挪動1為,就是乘以10,例如我下面的代碼,

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以上完全不相關,兩次隨機不相關。只要這樣才干使正確的隨機。

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

百度了一下其別人的隨機數。

#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); 
 } 
} 

還有這個復雜點的:

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

其實都是經過移位的方式,移出那個隨機數的最大值就行。

不過有個問題要思索的,就是跨平台問題。不同平台的整形的長度能夠不同,RAND_MAX也能夠不同。總是移位,能夠會呈現數組越界。

所以為了平安起見還是用我寫的兩個10000最大值的隨機數吧。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了,希望本文的內容對大家的學習或許任務能帶來一定的協助,假如有疑問大家可以留言交流。

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