在不使用除法/模运算的情况下将随机整数裁剪为一定范围的值

Question

这可以通过以下方式完成：

int clamp(int rnd, int min, int max)
{
    return min + rnd % (max - min + 1);
}

可以不使用除法来完成此操作吗？ 返回值不一定必须匹配，但是必须保留均匀分布。

rnd，min和max是任意整数。在我的情况下，rnd是一个随机整数。

一种可能的解决方案是使用std::ldexp转换为double范围内的[0...1)，然后相乘，但是我想知道是否有一个更简单的解决方案涉及浮动和/或除法。

Answer 1

如果根据注释，您有一个32位int和rnd输入均匀地分布在-2 ^ 31和2 ^ 31之间，则您可以将输出计算为min + ((((long long)max-(long long)min) * (unsigned long)rnd))>>32，从而将rnd有效地缩放为0..1，并且将值到最小。最大自从您撰写本文以来，您并不关心标准，因此我并不特别关注已签名/未签名的转换做法和警告。只是给出了一个大致的想法-先乘然后移而不是除。

int clamp(uint32_t rnd, int min, int max)
{
    return min + (1ull*rnd*(max - min + 1)) >> 32;
}