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簡單談?wù)勱P(guān)于C++中大隨機數(shù)的問題

來源:本站原創(chuàng)|時間:2020-01-10|欄目:C語言|點擊: 次

前言

大家都知道C++的隨機數(shù)最大值是RAND_MAX,在頭文件<stdlib.h>中定義。在windows平臺下的VS是0x7fff,在MacBook的XCode是int的最大值??磥聿煌钠脚_是不同的。但是windows的是在太小了。

先上一個平時的隨機函數(shù):

int littleRand(int min, int max) 
{ 
 //考慮到不同平臺下RAND_MAX可能不等于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(yōu)化一下:想著兩個相乘,最大值是1億,而且都是隨機,就應(yīng)該是均等的。

int bigRand(int min, int max) 
{ 
 //考慮到不同平臺下RAND_MAX可能不等于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; 
} 

于是我運行了100萬次,生成10以內(nèi)的隨機數(shù),統(tǒng)計一下出現(xiàn)的次數(shù)。

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(jié)果:

左邊的是大隨機數(shù)的次數(shù),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。等于1的特別高。至于怎么產(chǎn)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(shù)相乘是4.我們可以得到1-4范圍的隨機數(shù)。

但是概率明顯不是均等的。假如執(zhí)行兩次,1和2都出現(xiàn)

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(jié)果:

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

那應(yīng)該怎么搞呢,其實應(yīng)該用移位的方法。你算出來的數(shù)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(shù)。

#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(shù)的最大值就行。

不過有個問題要考慮的,就是跨平臺問題。不同平臺的整形的長度可能不同,RAND_MAX也可能不同??偸且莆?,可能會出現(xiàn)數(shù)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(shù)吧。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助,如果有疑問大家可以留言交流。

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