Question

首先让我说明我想要完成的事情：

我需要在一个范围内随机生成一组数字
我希望这些数字在某种程度上均匀分布
我需要能够为随机数生成种子，这样，给定种子，结果随机数将始终相同。

在使用drand48（），rand（）和arc4random（）进行了相当多的实验之后，我目前已经决定使用rand（）获取随机数，并使用srand（）进行种子设定。这是一个从我正在做的事情简化的小例子：

let seed: UInt32 = 10
srand(seed)
let start = 0
let end = 100
let randomNumber = Double(rand()) % (end + 1 - start) + start

这很有效。给定相同的种子，出现相同的随机数。执行多个randomNumber计算会产生多个不同的随机数。通过srand重新播种开始＆＃34;随机性＆＃34;再次。

唯一的缺点是rand（）不是均匀分布的。事实上，我总是最终会得到一组在大多数情况下呈线性增长的数字。

听起来arc4random_uniform会产生更多的均匀随机输出，但是根据我的研究，它不可能为arc4random播种，因为它在第一次被调用时种子化并且不一定＆＃ 34;设计＆＃34;在外部播种。

所以我的问题;是否有更好的srand（）/ rand（）替代方案，它仍然会为给定的种子提供相同的输出，但这些输出更均匀地分布？

谢谢， - 亚当

Answer 1

我知道＆＃34; GameKit＆＃34;听起来它只适用于游戏，但它包含一个严重的随机数生成系统。我建议你看看GKMersenneTwisterRandomSource和GKRandomDistribution。 GKMersenneTwisterRandomSource采用随机种子（如果您愿意），GKRandomDistribution类实现统一分布。一起使用，它们完全符合您的要求。

import GameKit

// The Mersenne Twister is a very good algorithm for generating random
// numbers, plus you can give it a seed...    
let rs = GKMersenneTwisterRandomSource()
rs.seed = 1780680306855649768

// Use the random source and a lowest and highest value to create a 
// GKRandomDistribution object that will provide the random numbers.   
let rd = GKRandomDistribution(randomSource: rs, lowestValue: 0, highestValue: 100)

// Now generate 10 numbers in the range 0...100:    
for _ in 1...10 {
    print(rd.nextInt())
}

print("---")

// Let's set the seed back to the starting value, and print the same 10
// random numbers.    
rs.seed = 1780680306855649768
for _ in 1...10 {
    print(rd.nextInt())
}

Answer 2

事实证明，srand / rand组合适合我的需要，导致结果不出现的问题＆＃34;均匀分布＆＃34;我自己的逻辑是一个错误。

作为参考，基本上我正在做的是这个（实际上它要复杂得多，但出于演示目的）：

let start = 0
let end = 100

for x in 0..<10 {

   let seed = UInt32(x)
   srand(seed)
   let randomNumber = Double(rand()) % (end + 1 - start) + start

   // Do something with random number

}

以上面更简单的形式编写，问题变得明显。我在循环的每次迭代中重新播种，种子值只是线性递增。因此，随机结果也呈线性递增。

简单的解决方案是不对每个循环迭代重新播种，而是在循环之前播种一次。例如：

let start = 0
let end = 100
let seed = UInt32(100)
srand(seed)

for x in 0..<10 {

   let randomNumber = Double(rand()) % (end + 1 - start) + start

   // Do something with random number

}

通过这个简单的更改，结果值似乎在示例中使用的0到100范围内有些均匀分布。我无法确定是否有更均匀的＆＃34;这样做的方式，但我认为，因为我已经读过arc4random是＆＃34;远远优于＆＃34; drand / rand / erand / etc函数用于统一随机数生成，但至少这似乎可以满足我的需求。

如果其他人提出更好的方法来完成我所追求的目标，我会暂时搁置这个问题。

Swift - 播种arc4random_uniform？还是另类？

2 个答案: