从/ dev / urandom获取一个浮点数

Question

如何从/dev/urandom获取随机浮动值？

如果我只是使用演员，说：

int fd = ::open("/dev/urandom", O_RDONLY);
uint32_t n;
read(fd, &n, sizeof(n));
float f = n;

...我不确定我是否有可移植性保证，因为我不知道n的大值是否必须代表f？ MAXUINT是否可以表示为float？

Answer 1

您从/ dev / urandom获得随机字节，但这些字节不一定会形成a）均匀分布的浮点值，或b）甚至是您将其视为对象的任何对象的合法表示。例如，在具有浮点数或整数的陷印表示的平台上，您创建的值可能会捕获表示，并且您将无法实际使用您创建的随机值。

您应该只是验证您的库的std::random_device()实现允许访问/ dev / urandom（默认情况下或通过使用字符串参数，如：std::random_device("/dev/urandom")。然后您有一个随机数引擎可以与std::uniform_real_distribution<float>()一起使用，以获得所需的随机数分布。

✓libstdc++默认使用/ dev / urandom：

• http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.3/libstdc++/api/a00997_source.html#l01502

✓libc++同样如此：

• http://llvm.org/svn/llvm-project/libcxx/trunk/include/random

✗VisualStudio的实现甚至没有使用非确定性RNG：

✓自VS2012起，MSDN声明“默认生成的值是非确定性且加密安全的”，可能是通过Windows的加密服务。

• http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb982250.aspx

Answer 2

可以将read个随机字节直接导入float（例如float f; read(fd, &f, sizeof(f));）;假设IEEE-754，所有比特模式都是有效的（尽管存在两个无穷大且许多安静和信令NaN）。您可以使用ieee754.h或fpclassify.h来确定您是否击中了其中一​​个。

当然，这是否合理取决于您想要的分发类型。假设IEEE-754 float32，您将在[0,2 ^-126 ）非正规数和[2 ^-126 的每个范围内获得均匀分布。 ，2 ^-125 ），[2 ^-125 ，2 ^-124 ），...，[2 ¹²⁷ ，2 ¹²⁸ ）法线（及其否定）。

Answer 3

您可以通过将随机整数除以最大整数值来获得随机数浮点数。

unsigned int RAND_MAX = 0xffffffff; // for 32 bit values
unsigned int random_value = rand_function();
double rand = (double) random_value / (double) RAND_MAX;

该随机数将介于0.0和1.0之间。 如果你想让它在一定的范围内，就这样做：

double x = 1.0; // range start
double y = 3.5; // range end
double range = rand * (y - x) + x; // creates values between 1.0 and 3.5