如何从rand()获取特定范围的数字?

时间:2009-07-29 20:01:44

标签: c random

srand(time(null));

printf("%d", rand());

给出一个高范围的随机数(0-32000ish),但我只需要大约0-63或0-127,但我不知道如何去做。有什么帮助吗?

17 个答案:

答案 0 :(得分:56)

rand() % (max_number + 1 - minimum_number) + minimum_number

所以,对于0-65:

rand() % (65 + 1 - 0) + 0

(显然你可以将0关闭,但它是完整性的。)

请注意,这会略微偏倚随机性,但如果您没有做一些特别敏感的事情,可能没有什么可担心的。

答案 1 :(得分:16)

点击这里

http://c-faq.com/lib/randrange.html

对于这些技术中的任何一种,如果需要,可以直接改变范围; [M,N]范围内的数字可以用

之类的东西生成
M + rand() / (RAND_MAX / (N - M + 1) + 1)

答案 2 :(得分:7)

您可以使用:

int random(int min, int max){
   return min + rand() / (RAND_MAX / (max - min + 1) + 1);
}

来自:

  

comp.lang.c常见问题清单·问题13.16

     

问:如何在一定范围内获得随机整数?

     

答:显而易见的方式,

rand() % N        /* POOR */
     

(试图将数字从0返回到N-1)很差,因为   许多随机数发生器的低阶位令人沮丧   非随机。 (参见问题13.18。)更好的方法就像

(int)((double)rand() / ((double)RAND_MAX + 1) * N)
     

如果您不想使用浮点,则另一种方法是

rand() / (RAND_MAX / N + 1)
     

如果你只需要用概率1 / N做某事,你可以使用

if(rand() < (RAND_MAX+1u) / N)
     

所有这些方法显然需要知道RAND_MAX(ANSI #defines in&lt; stdlib.h&gt;),并假设N远小于RAND_MAX。当N接近RAND_MAX时,如果是随机数的范围   生成器不是N的倍数(即,如果(RAND_MAX + 1)%N!= 0),则全部   这些方法中断了一些:一些产出的发生频率高于   其他。 (使用浮点没有帮助;问题是兰特   返回RAND_MAX + 1个不同的值,这些值不能始终均匀   分成N桶。)如果这是一个问题,那就是唯一的问题   你可以做的是多次调用rand,丢弃某些值:

unsigned int x = (RAND_MAX + 1u) / N;
unsigned int y = x * N;
unsigned int r;
do {
  r = rand();
} while(r >= y);
return r / x;
     

对于这些技术中的任何一种,改变范围都很简单,   如有必要;可以生成[M,N]范围内的数字   

之类的东西
M + rand() / (RAND_MAX / (N - M + 1) + 1)
     

(顺便说一下,R​​AND_MAX是一个常量告诉你是什么   固定范围的C库 rand 功能是。您无法设置RAND_MAX   其他一些价值,并且无法请求 rand   返回其他范围内的数字。)

     

如果你是从一个返回的随机数发生器开始的话   浮点值介于0和1之间(例如最后一个版本的    PMrand 提到问题13.15或drand48   13.21),你需要做的就是从0到N-1得到整数   将该生成器的输出乘以N:

(int)(drand48() * N)
     

Additional links

     

参考文献:K&amp; R2 Sec。 7.8.7 p。 168个
  PCS Sec。 11 p。 172

引自:http://c-faq.com/lib/randrange.html

答案 3 :(得分:6)

取结果的模数,正如其他海报所断言的那样,会给你一些几乎随机的东西,但并非如此。

考虑这个极端的例子,假设你想要模拟抛硬币,返回0或1.你可以这样做:

isHeads = ( rand() % 2 ) == 1;

看起来无害,对吗?假设RAND_MAX只有3.它当然要高得多,但这里的要点是当你使用一个不均匀划分RAND_MAX的模数时存在偏差。如果你想要高质量的随机数,你就会遇到问题。

考虑我的例子。可能的结果是:

rand()  freq. rand() % 2
0       1/3   0
1       1/3   1
2       1/3   0

因此,“尾巴”的发生频率是“头”的两倍!

先生。 Atwood讨论了这个问题in this Coding Horror Article

答案 4 :(得分:5)

正如其他人所指出的那样,仅使用模数会使个别数字的概率发生偏差,因此较小的数字是首选。

在Java的java.util.Random类中使用了一个非常巧妙和良好的解决方案:

public int nextInt(int n) {
    if (n <= 0)
        throw new IllegalArgumentException("n must be positive");

    if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
        return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);

    int bits, val;
    do {
        bits = next(31);
        val = bits % n;
    } while (bits - val + (n-1) < 0);
    return val;
}

我花了一段时间才明白它为什么会起作用,我把它作为读者的练习,但这是一个非常简洁的解决方案,可确保数字具有相同的概率。

该段代码中的重要部分是while循环的条件,它拒绝数字范围内的数字,否则会导致分布不均。

答案 5 :(得分:3)

double scale = 1.0 / ((double) RAND_MAX + 1.0);
int min, max;
...
rval = (int)(rand() * scale * (max - min + 1) + min);

答案 6 :(得分:2)

天真的做法是:

int myRand = rand() % 66; // for 0-65

这可能是一个非常不均匀的分布(取决于你的最大值),但它非常接近。

要解释为什么它不是很均匀,请考虑这个非常简单的例子:
假设RAND_MAX为4,你想要一个0-2的数字。您可以获得的可能值显示在此表中:

rand()   |  rand() % 3
---------+------------
0        |  0
1        |  1
2        |  2
3        |  0

看到问题?如果您的最大值不是RAND_MAX的偶数除数,则您更有可能选择较小的值。但是,由于RAND_MAX通常为32767,因此偏差可能很小,足以在大多数情况下逃脱。

有各种方法可以解决这个问题;有关Java Random如何处理它的解释,请参阅here

答案 7 :(得分:2)

更新为不使用#define

double RAND(double min, double max)
{
    return (double)rand()/(double)RAND_MAX * (max - min) + min;
}

答案 8 :(得分:2)

如果你不太关心低位的“随机性”,只需rand()%HI_VAL。

此外:

(double)rand() / (double)RAND_MAX;  // lazy way to get [0.0, 1.0)

答案 9 :(得分:1)

rand()将返回介于0和RAND_MAX之间的数字,至少为32767.

如果你想得到一个范围内的数字,你可以使用modulo。

int value = rand() % 66; // 0-65

为了更准确,check out this article。它讨论了为什么模数不一定好(坏分布,特别是在高端),并提供各种选项。

答案 10 :(得分:1)

此答案不关注随机性,而是算术顺序。 要获得一个范围内的数字,通常我们可以这样:

// the range is between [aMin, aMax]
double f = (double)rand() / RAND_MAX;
double result = aMin + f * (aMax - aMin);

但是,(aMax-aMin)可能会溢出。例如。 aMax = 1,aMin = -DBL_MAX。一种更安全的方式是这样写:

// the range is between [aMin, aMax]
double f = (double)rand() / RAND_MAX;
double result = aMin - f * aMin + f * aMax;

基于此概念,类似的事情可能会引起问题。

rand() % (max_number + 1 - minimum_number) + minimum_number
// 1. max_number + 1 might overflow
// 2. max_number + 1 - min_number might overflow

答案 11 :(得分:0)

我认为以下是半正确的。自从我触及C以来已经有一段时间了。这个想法是使用除法,因为模数并不总是给出随机结果。我向RAND_MAX添加了1,因为有许多可能的值来自rand,包括0.由于范围也是0,所以我也加了1。我认为数学排列正确,避免整数数学问题。

#define MK_DIVISOR(max) ((int)((unsigned int)RAND_MAX+1/(max+1)))

num = rand()/MK_DIVISOR(65);

答案 12 :(得分:0)

如果您关心随机数的质量,请不要使用rand()

使用其他一些prng,如http://en.wikipedia.org/wiki/Mersenne_twister或其他高质量的prng之一

然后就去模数。

答案 13 :(得分:0)

只是为现有答案添加一些额外的细节。

mod %操作将始终执行完整的除法,因此产生的余数小于除数。

  

x%y = x - (y * floor((x / y)))

具有注释的随机范围查找功能的示例:

uint32_t rand_range(uint32_t n, uint32_t m) {
    // size of range, inclusive
    const uint32_t length_of_range = m - n + 1;

    // add n so that we don't return a number below our range
    return (uint32_t)(rand() % length_of_range + n);
}

上述另一个有趣的属性:

  

x%y = x,如果x < ÿ

const uint32_t value = rand_range(1, RAND_MAX); // results in rand() % RAND_MAX + 1
// TRUE for all x = RAND_MAX, where x is the result of rand()
assert(value == RAND_MAX);
result of rand()

答案 14 :(得分:0)

2 cents (ok 4 cents):

n = rand()
x = result
l = limit

n/RAND_MAX = x/l

Refactor:

(l/1)*(n/RAND_MAX) = (x/l)*(l/1)

Gives:

x = l*n/RAND_MAX

int randn(int limit)

{

    return limit*rand()/RAND_MAX;

}

int i;

for (i = 0; i < 100; i++) { 

    printf("%d ", randn(10)); 
    if (!(i % 16)) printf("\n"); 

}

> test
0
5 1 8 5 4 3 8 8 7 1 8 7 5 3 0 0
3 1 1 9 4 1 0 0 3 5 5 6 6 1 6 4
3 0 6 7 8 5 3 8 7 9 9 5 1 4 2 8
2 7 8 9 9 6 3 2 2 8 0 3 0 6 0 0
9 2 2 5 6 8 7 4 2 7 4 4 9 7 1 5
3 7 6 5 3 1 2 4 8 5 9 7 3 1 6 4
0 6 5

答案 15 :(得分:0)

多次运行程序时,仅使用rand()即可为您提供相同的随机数。即,当您第一次运行程序时,它将产生随机数x,y和z。如果再次运行该程序,它将产生与我观察到的相同的x,y和z数。

我发现每次都保持唯一性的解决方案是使用srand()

这是附加代码,

#include<stdlib.h>
#include<time.h>

time_t t;
srand((unsigned) time(&t));
int rand_number = rand() % (65 + 1 - 0) + 0 //i.e Random numbers in range 0-65.

要设置范围,您可以使用公式:rand()%(max_number +1-minimum_number)+ minimum_number

希望有帮助!

答案 16 :(得分:-1)

您可以通过在rand函数之前添加一个%来更改代码

例如:

rand() % 50

将为您提供50范围内的随机数。对于您,将50替换为63或127