Question

我有兴趣在C中生成快速随机布尔值（或等效的伯努利（0.5）随机变量）。当然，如果有一个具有良好统计行为的快速随机生成器，问题“随机伯努利样本（0.5） “很容易解决：在（0,1）中统一采样x，如果1，则返回x<0.5，否则返回0。

假设速度是最重要的，现在我有两个问题/考虑因素：

许多随机双打生成器首先在特定范围m内均匀生成整数[0,M]，然后只返回除m/M。检查m < M/2（此处M/2是否已修复，以便我们保存一个部门）不会更快吗？
1. 有没有更快的方法呢？最后，我们在这里要求减少统计特性：我们可能仍然对很长一段时间感兴趣，但是，例如，我们不关心分布的均匀性（只要大约50％的值在该范围的前半部分）。

Answer 1

提取说随机数的最后一位可能会造成严重破坏，因为线性同余生成器可以在奇数和偶数¹之间交替。像clock() & 1这样的方案也会有可怕的相关平原。

考虑基于Donald Kunth的快速和脏的生成器的解决方案：对于uint32_t I，序列

I = 1664525 * I + 1013904223;

和2 * I < I是产生布尔图的条件。在这里，我依赖于I的环绕行为，这种行为应该在一半的时间内发生，并且避免了可能昂贵的划分。

测试I <= 0x7FFFFFFF不那么浮华，可能会更快，但中点的硬编码并不完全令人满意。

¹我在这里的发电机确实。

Answer 2

我对生成快速随机布尔值感兴趣

使用LCG可能很快，但由于OP仅需要bool结果，因此请考虑从合理的生成器中一次仅提取1位，并将其余部分保存以供日后使用。 @Akshay L Aradhya

基于@R..和@R..代码的示例。

extern uint32_t lcg64_temper(uint64_t *seed); // see R.. code

static uint64_t gseed; //  Initialize this in some fashion.
static unsigned gcount = 0;

bool rand_bool(void) {
  static uint32_t rbits;
  if (gcount == 0) {
    gcount = 32;  // I'd consider using 31 here, just to cope with some LCG weaknesses.
    rbits = lcg64_temper(&gseed);  
  }
  gcount--;
  bool b = rbits & 1;
  rbits >>= 1;
  return b;
}

快速C随机布尔生成器

2 个答案: