Question

我想在范围[0.0,1.0）

中获得均匀分布

如果可能，请让实现使用 / dev / urandom中的随机字节。

如果您的解决方案线程安全，那也很好。如果您不确定，请说明。

在阅读其他答案后，请参阅some solution。

Answer 1

简单：假设IEEE，双精度具有52位精度。因此，生成一个52位（或更大）的无符号随机整数（例如，通过从dev / urandom读取字节），将其转换为double并将其除以2 ^（它的位数）。

这给出了数值上均匀的分布（因为值在给定范围内的概率与范围成比例）直到第52个二进制数字。

复杂：但是，上面无法生成的[0,1]范围内有很多双值。具体而言，不能发生[0,0.5]范围内的值的一半（设置了最低有效位的值）。 [0,0.25]范围内的四分之三的值（设置了最少2位的值）不会发生等，一直到只有一个小于2 ^ -51的正值是可能的，尽管双重能够代表这些价值的数字。因此，不能说在指定范围内达到完全精确的真正均匀。

当然我们不想以相同的概率选择其中一个双打，因为那样得到的数字平均来说太小了。我们仍然需要结果在给定范围内的概率与范围成比例，但在适用的范围内具有更高的精度。

我认为以下作品。我没有特别研究或测试过这种算法（你可以通过没有代码的方式来判断），而且如果没有找到适当的引用表明它是有效的，我个人不会使用它。但是这里有：

在52处启动指数并选择52位随机无符号整数（假设52位尾数）。
如果整数的最高有效位为0，则将指数增加1，将整数左移1，并用新的随机位填充最低有效位。
重复，直到你在最重要的地方击中1，否则指数对于你的双倍而言太大（1023.或者可能是1022）。
如果您找到1，则将您的值除以2 ^指数。如果你得到全零，则返回0（我知道，这实际上并不是一个特殊情况，但强调0返回的可能性非常小[编辑：实际上它可能是一个特例 - 它取决于你是否想要生成如果没有，那么一旦你有足够多的0，你就丢弃剩下的东西并返回0.但实际上这是不可能的，可以忽略不计，除非随机源不是随机的。）

我不知道对于这样一个随机翻倍是否真的有任何实际用途，请注意。你对随机的定义应该取决于它的用途。但是如果你可以从所有52个有效位中获益，那么这实际上可能会有所帮助。

Answer 2

这似乎是非常好的方式：

unsigned short int r1, r2, r3;
// let r1, r2 and r3 hold random values
double result = ldexp(r1, -48) + ldexp(r2, -32) + ldexp(r3, -16);

这是基于NetBSD的drand48实现。

Answer 3

#include <stdlib.h>
printf("%f\n", drand48());

的/ dev /随机：

double c;
fd = open("/dev/random", O_RDONLY);
unsigned int a, b;
read(fd, &a, sizeof(a));
read(fd, &b, sizeof(b));
if (a > b)
   c = fabs((double)b / (double)a);
else
    c = fabs((double)a / (double)b);

c是你的随机值

Answer 4

从文件中读取是线程安全的AFAIK，因此使用fopen（）从/ dev / urandom读取将产生“真正随机”的字节。

虽然可能存在潜在的问题，但是将任何一组这样的字节作为整数访问，除以该大小的最大整数，将产生一个介于0和1之间的浮点值，大约是该分布。

例如：

FILE* f = fopen("/dev/urandom", "r");
int32_t int;
fread(&int, sizeof(int32_t), 1, f);
fclose(f);
double theRandomValue = int / (double) (2 ** 32 - 1);

Answer 5

诀窍是你需要一个符合你要求的54位随机数发生器。几行代码用一个联合来粘贴尾数中的54位，你有你的号码。诀窍不是双重浮动技巧是你想要的随机发生器。

Answer 6

/ dev / urandom不是POSIX，通常不可用。

在[0,1]中均匀生成double的标准方法是生成[0,2 ^ N]范围内的整数并除以2 ^ N.因此，选择您最喜欢的随机数生成器并使用它。对于模拟，我的是Mersenne Twister，因为它非常快，但仍然没有很好的相关性。实际上，它可以为你做到这一点，甚至有一个版本可以为较小的数字提供更高的精度。通常，您可以给它一个种子，这有助于重复调试或向其他人展示您的结果。当然，如果没有指定，你可以让代码从/ dev / urandom中获取一个随机数作为种子。

出于加密目的，您应该使用其中一个标准加密库，例如openssl），它们确实会在可用时使用/ dev / urandom。

至于线程安全，大多数都不会，至少使用标准接口，所以你需要在顶层构建一个层，或者只在一个线程中使用它们。线程安全的那些让你提供他们修改的状态，这样你就可以有效地运行多个不相互作用的随机数生成器，这可能不是你想要的。

在POSIX上生成随机双精度的最佳方法是什么？

6 个答案:

的/ dev /随机：