从随机长​​度生成随机双精度

Question

Java中的

我有一个随机生成器，它生成从-2 ^ 63到2 ^ 63的随机数，而不是java.util.Random。

我需要在（0,1）中生成随机双精度，这是我到目前为止所做的：

return (seed/(double)(9223372036854775807L))/2+0.5;//seed is a random long

这是对的吗？有没有数值问题（下溢？）？

可能更好/更快？

谢谢。

Answer 1

我更愿意只看到一个部门。

0.5+(seed/1.84467440737096E+19);

那就是说，你将遇到浮点精度问题，因为你有64个随机整数位，然后尝试将其压缩到53位双精度。你可能最好为浮点值制作一个专用的生成器，但我不能肯定地说，因为我不知道你的动机。

Answer 2

我会使用Math.scalb作为最有效的，并确保由于舍入或表示错误而没有有趣的行为

double d = Math.scalb(seed >>> 1, -63);

你只能在一个双精度中使用53位，所以有些会被丢弃。

如果你跑

long seed = Long.MAX_VALUE;
System.out.println(Math.scalb(seed >>> 1, -63));

打印

0.5

如果种子为0，则得到0.0

种子为-1，你得到1.0

Answer 3

最快的方法可能就是将long中的前三位设置为0，然后使用这些位进行加倍。：

double rand = Double.longBitsToDouble(seed & 0x1FFFFFFFFFFFFFFFL);

这可以通过强制符号为正，指数小于0来实现，这将导致尾数至少向右移动一次。假设长的所有整数都是完全随机的，它给出了均匀分布。这是一个完整的Java程序，它使用Random生成随机long，然后这个方法将它们转换为0到1之间的double：

import java.util.Random;

class Main{
    public static void main(String[] args){
        Random rand = new Random();
        long seed = rand.nextLong();
        double x = Double.longBitsToDouble(seed & 0x1FFFFFFFFFFFFFFFL);
        System.out.println(x);
    }
}

这是10次执行的输出：

1.1211565592484309E-247
8.84224349357039E-242
6.956043405745214E-271
3.747746366809532E-232
9.302628573486166E-158
1.1440116527034282E-166
1.2574577719255876E-198
5.104999671234867E-269
3.360619724894072E-213
1.5654452507283312E-220

修改

这使得所有可能的双精度在0和1之间均匀分布。由于还有更多的小双打，你可能永远不会看到接近1的数字。你可以通过根据数字的位生成一个新的指数来解决这个问题。现有的，但你需要一个循环来做它，所以它可能不是考虑到这个因素后最快的方法：

long exponent = 0;
for(int i = 52; (seed >>> i & 1) > 0; i++) exponent++;
double x = Double.longBitsToDouble(seed & 0x000FFFFFFFFFFFFFL | ((1022 - exponent) << 52));

  

0.4773960377161338
      0.929045618651037
      0.7183096209363845
      0.33962049395497845
      0.45568660174922454
      0.11670190555677815
      0.09371618427480996
      0.8192870898479095
      0.9365016017283178
      0.11311614413193898

Answer 4

不完全是。我认为更简单的方法是执行以下操作： new Random(seed).nextDouble()

Answer 5

除非我误读你需要从0到1的随机双精度，否则Java内置的Math.random就是这样。因此，您可以避免目前正在进行的所有转换。