Question

我试图在不使用boost的情况下在C ++中获得0到1之间的统一随机数。我不想依赖图书馆。

每当我开始我的课程时，我都会： srand（time（NULL））;

然后我打印8个随机数。我用一个空行分隔程序的不同运行：

Random number: 0.226063
Random number: 0.449186
Random number: 0.474514
Random number: 0.160779
Random number: 0.220868
Random number: 0.136685
Random number: 0.260120
Random number: 0.843334

Random number: 0.226181
Random number: 0.422253
Random number: 0.808594
Random number: 0.040531
Random number: 0.212377
Random number: 0.421073
Random number: 0.965790
Random number: 0.026305

Random number: 0.226306
Random number: 0.526858
Random number: 0.898279
Random number: 0.378934
Random number: 0.736653
Random number: 0.924420
Random number: 0.718503
Random number: 0.888140

Random number: 0.226463
Random number: 0.157614
Random number: 0.010386
Random number: 0.551936
Random number: 0.391998
Random number: 0.303603
Random number: 0.659396
Random number: 0.465434

为什么每次第一个数字几乎完全相同？我不明白。我应该把第一个号码丢掉吗？

示例代码：

#include <iostream>

int main() {
  srand( time(NULL) );
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
}

Answer 1

不，不扔掉第一个。这会扭曲结果。尽管人类试图在所有事物中找到意义的倾向，序列{1,1,1,1,1,1,1} 完全可能与任何其他任意七位数序列一样出现： - ）

试图摆弄它因为你不喜欢这个序列会使随机数生成更糟，更好。

对于它的价值，你应该确保你的跑步至少间隔一秒，这样你就不会使用相同的种子（这似乎不是这里的情况）。除此之外，请使用PRNG为您提供原样的结果，或者找到更好的发电机。

你是统计学家/密码学家，你不会使用正常的随机函数，或者它真的没关系！对于广大大多数情况，都是后者。

如果你不想要一个花哨的（或者一个涉及大量额外内容的人）并且你对实现提供的那个不满意，那么很容易根据{{1}实现一个。 }版本，如：

gcc

请记住，初始种子值是根据提供给seed = (1103515245 * seed + 12345) & 0xffffffff return seed & 0x7fffffff的参数计算的，其模数为srand，以最小化与初始种子具有线性相关性的序列（仍然存在线性关系）序列，只是不是从初始种子值）。

如果您只是在寻求快速解决方案而不依赖于外部库或花时间实施更复杂的生成器，以下代码可能会让您的生活更轻松：

2³¹-1

以下程序实际上会让您了解该算法对提供给// Assume 32-bit integer. static int seed = 1; void mySRand (int newseed) { seed = newseed % 0x7fffffff; } int myRand() { seed = 1103515245 * seed + 12345; return seed & 0x7fffffff; }的种子值的微小更改将采取的措施。

它从mySRand获取初始种子，然后显示20个连续种子值的初始值超出time (NULL)，以及百分比变化。

myRand

百分比变化基于当前值与当前值和之前的平均值之间的差异，以便有希望不引入偏差。示例输出为：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #include <math.h> static int seed = 1; void mySRand (int newseed) { seed = newseed % 0x7fffffff; } int myRand() { seed = 1103515245 * seed + 12345; return seed & 0x7fffffff; } int main (void) { int i, xyzzy, val, lastVal; double avg, diff; xyzzy = time (NULL); mySRand (xyzzy); lastVal = myRand(); printf ("seed=%d, val=%12d\n", xyzzy, lastVal); for (i = 0; i < 20; i++) { mySRand (++xyzzy); val = myRand(); avg = val; avg = (avg + lastVal) / 2; diff = 100 * fabs (avg - val) / avg; printf ("seed=%d, val=%12d, avg=%12.1f, %%chg=%f\n", xyzzy, val, avg, diff); lastVal = val; } return 0; }

所以你可以看到，基于相近的初始种子，起始值实际上存在很大差异。

Answer 2

您可以使用标准库，它提供高质量的PRNG引擎以及相应的分发适配器：

#include <random>

typedef std::mt19937 rng_type;
std::uniform_real_distribution<double> u01dist;

rng_type rng;

int main()
{
  rng.seed(std::time(NULL));

  double random_number = u01dist(rng);

  // ...
}

Answer 3

这是完全正常的。 PRNG必须预热。我头脑中的数字约为1000.这意味着，在播种PRNG后，获得1000个数字然后扔掉它们。

原因是大多数发电机的实施方式。它们通常类似于x = a*x+b，其中a和b是常量。所以，如果你运气不好，你的种子（在你的情况下非常接近！）被选择，以便方程的第一部分与结果没有多大关系（即接近0（mod MAX_RAND））。这就是你必须热身的原因：它会扼杀你选择的种子的相似性。这听起来很愚蠢，但这就是PRNG的工作方式（你可以甩掉50而不是1000，YMMV）。

顺便说一下，使用rand一般来说是个糟糕的主意。不仅如此（出于诚实地逃避我的原因）它与其他PRNG相比相当缓慢，它产生的数字也非常差（在熵，周期性等方面）。如果您不想使用boost，也许您可以使用gsl，它具有您可能需要的所有内容（关于随机数）。

Answer 4

程序执行之间的延迟可能太短，因此时间函数可能会返回彼此太相似的种子。

很难确定不知道srand函数是如何实现的，但是它是一个伪随机生成器，它会为同一个种子输出相同的序列以进行多次执行。尝试以较大的延迟相互馈送种子，或者在时间函数返回的时间内添加变量填充，并查看这是否足以影响输出。但是，请注意它们不是真正的随机数。

Answer 5

当我稍微调整你的样本以便在编译为C时运行时（我不知道C ++是否能够很好地修复编译错误而没有诅咒）我只看到随机的第一行：

$ while true ; do sleep 1 ; ./rand | head -1 ; done
0.493923
0.353780
0.217848
0.570592
0.430408
0.290481
0.651497
0.006394
0.865017
0.721335
0.581914
0.936602
0.796496
^C

C ++中的随机数生成...第一个数字不是很随机

5 个答案: