首页 > 搜索 > c算法概率,随机数——随机函数——大数随机及等概率探讨(基于C语言)-邹辉

c算法概率,随机数——随机函数——大数随机及等概率探讨(基于C语言)-邹辉

互联网 2020-10-27 10:57:29
在线算命,八字测算命理

近日在做一个入职练习中,我遇到了随机数的问题,将分析过程做些整理。

本文主要讨论大范围内随机数的产生办法,讨论在随机范围内的等概率问题。一,要求1, 产生一个比较大的随机数。2, 产生的随机数在随机范围内等概率。二,知识背景我们知道在C语言中有rand()函数可以提供随机数,rand()函数的范围为0到32727。我们假定认为rand()产生的随机数在0到32727范围内是等概率的。如果我们需要得到一个小范围内的随机数,比如0到55之间的随机数,那我们可以采用rand()%55。但是对于我们要得到一个更大范围内的随机数,rand()便满足不了我们的要求。三,探讨过程1,两个rand相乘假设我们要产生一个10亿内的随机数,想到rand()可以产生0到32727,那么我们可以采用rand()*rand(),刚好能达到10亿的范围。可是我们不难发现rand()*rand()会有问题,最大的问题是在规定范围内产生的随机数概率不等,比如一个大于32727的素数,就永远产生不了。而对于很多合数,出现的频率会非常高。2,按位组合首先我们找到上限数字的位数,然后对每一位产生一个0到9的随机数,并将产生的一系列0到9的数字组合起来。假设我们要产生一个10亿内的随机数,也就是我们需要产生0到999999999之间的随机数,我们首先求得999999999的位数是9位,然后我们产生9个数字,并将他们组合成一个9位数。比如:872345671,023478652。看上去没有什么问题,我们很好地解决了一个特别的随即范围,即10亿内。假如我们现在要产生一个60000内的随机数,也就是需要产生一个0到59999之间的数。如果我们按照上述办法,如果产生的数字大于59999,同时也是5位数,比如97863,我们该怎么办?3,求余法我们最先想到的是,如果产生的数字(98763)对范围(60000)求余,对一个数字求余,所得到的结果肯定是落在该数字的范围内。不难发现,我们这里同样有概率问题。对于40000到60000之间的数字,出现的概率为1/100000,对于0到40000之间的数字,出现的概率为2/100000,因此概率不等。4,逐位检验法我们将上限数字的逐位取出来,我们逐个产生0到该数字的随机数。对于产生0到59999只的随机数,我们先取第一位:5,我们产生一个0到5之间的随机数,第二位:9,我们产生0到9之间的随机数,最终组合出的5位则是0到59999之间。我们发现,这也只能解决特殊的数字范围。如果我们要产生一个0到51782之间的随数,这个方法就失效了。比如33216这个数字就产生不了,因为33216第二位3比范围(51782)第二位1大,永远产生不了。5,丢弃法同样地,我们首先依然采用组合法产生一个规定位数的数据,如果我们发现我们产生的数字在我们的范围之外,那我们选择丢弃该数据,继续产生随机数,一直到我们产生我们在范围内的随机数。不难证明,丢弃一个不正确的数字本身并不影响产生正确数字的概率。因此,采用按位组合法+丢弃法能满足我们的要求。这里只讨论了随机数的上线,对于随机数的下限同理。 四,源码实现  //产生一个0到9的随机数  static __inline int min_rand()  {      return rand()%10;  }   /*************************************************************/  /*   函数作用:产生一个range范围内的随机数                   */  /*   参数1,range:取随机数的范围                            */  /*   返回:返回取得的数据                                    */  /*************************************************************/  int my_rand(const int range)  {      short bit = 0; //纪录位数      int tempt = range;      int rand_data = 0;       while ( tempt > 0 )       {          bit++;          tempt = tempt/10;      }       while (bit--)          rand_data = 10*rand_data + min_rand();//组合随机数       if (rand_data >= range)          return my_rand(range);//产生随机数不符合范围,继续       return rand_data;  } 

 

免责声明:非本网注明原创的信息,皆为程序自动获取互联网,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责;如此页面有侵犯到您的权益,请给站长发送邮件,并提供相关证明(版权证明、身份证正反面、侵权链接),站长将在收到邮件12小时内删除。

相关阅读

一周热门

查看更多