rand（）给出了相同的值

Question

我注意到，通过做一个简单的基于控制台的测验应用程序练习。 当我使用rand()它连续几次给我相同的值。 数字范围越小，问题就越大。

例如

for (i=0; i<10; i++) {
    x = rand() % 20 + 1;
    cout << x << ", ";
}

会给我1,1,1,2,1,1,1,1,14 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 14, - 有太多的，对吧？ 我通常从没有到4个奇数（休息是一样的，也可以是11, 11, 11, 4, 11 ... ）

难道我做错了什么？ 或者rand()不是那么随意我认为是这样吗？
（或者它只是来自C＃/ Java的一些我不知道的习惯？它对我来说也发生了很多......）

Answer 1

如果我运行该代码几次，我得到不同的输出。 当然，并不像我想的那样变化，但看似不确定（虽然当然是，因为rand()只给出伪随机数......）。

但是，你对待你的数字的方式不会给你一个均匀的分布超过[1,20]，我想这就是你所期望的。 要实现这一目标要复杂得多，但绝不可能。 例如，请查看cplusplus.com上<random>的文档 - 在底部有一个展示程序，它在[0,1）上生成均匀分布。 要获得[1,20]，您只需将输入参数更改为生成器 - 它可以为您提供您喜欢的任何范围内的均匀分布。

我做了一个快速测试，并称为rand()一百万次。 正如您在下面的输出中所看到的，即使样本量非常大，分布中也存在一些不均匀性。 当样本数量变为无穷大时，该行将（可能）变平，使用rand() % 20 + 1会给你一个需要很长时间才能完成的分布。 如果您采取其他措施（如上面的示例），即使样本量非常小，您也可以更好地实现均匀分布。

编辑：
我看到其他几个人发布了关于使用srand()在使用它之前播种随机数生成器的问题。 这是一个很好的建议，但在这种情况下它不会解决您的问题。 我再说一遍： 在这种情况下播种不是问题。

种子主要用于控制程序输出的可重复性。 如果使用常量值（例如0）对随机数进行种子处理，程序将每次都给出相同的输出，这对于测试一切都按照应有的方式进行测试非常有用。 通过播种非常量（当前时间是一种流行的选择），您可以确保结果在不同的程序运行之间有所不同。

完全不调用srand()与使用C ++标准调用srand(1)相同。 因此，每次运行程序时都会得到相同的结果，但每次运行中都会有一系列完全有效的伪随机数。

Answer 2

听起来你正在达到模数偏见 。

使用%将随机数缩放到范围不是一个好主意。 如果你将它降低到2的幂，但仍然相当差，这几乎是可以接受的。 它主要受较小的比特的影响，这些比特通常随着许多算法（特别是rand()而随机性较小，并且它以非均匀的方式收缩到较小的范围，因为你的缩小范围不会平均分割范围您的随机数生成器。 要缩小范围，您应该使用除法和循环，如下所示：

// generate a number from 0 to range-1
int divisor = MAX_RAND/(range+1);
int result;
do
{
    result = rand()/divisor;
} while (result >= range);

这并不像它看起来那么低效，因为循环几乎总是只传递一次。 此外，如果你打算将你的发生器用于接近MAX_RAND数字，你需要一个更复杂的divisor方程式，这是我无法记得的。

另外， rand()是一个非常差的随机数生成器，如果你关心结果的质量，可以考虑使用像Mersenne Twister这样的东西。

Answer 3

您需要先调用srand()并为其提供更好的伪随机值的参数时间。

例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include "stdlib.h"
#include "time.h"

using namespace std;

int main()
{
    srand(time(0));
    int x,i;
    for (i=0; i<10; i++) {
        x = rand() % 20 + 1;
        cout << x << ", ";
    }
    system("pause");
    return 0;
}

如果您不希望重复生成的任何数字并且不需要考虑内存，则可以使用整数vector ，随机对其进行随机播放，然后获取前N个int的值。

例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    //Get 5 random numbers between 1 and 20
    vector<int> v;
    for(int i=1; i<=20; i++)
        v.push_back(i);
    random_shuffle(v.begin(),v.end());
    for(int i=0; i<5; i++)
        cout << v[i] << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

Answer 4

可能的问题是你每次都使用相同的“随机”数字，并且任何int mod 1都是零。 换句话说(myInt % 1 == 0 ）总是如此。 而不是%1 ，使用% theBiggestNumberDesired 。

另外，用srand播种你的随机数。 使用常量种子来验证您是否获得了良好的结果。 然后更改种子以确保您仍然获得良好的结果。 然后使用更随机的种子，如时钟进一步奶嘴。 随机种子释放。

Answer 5

注意：如果你在不同的线程中运行它而没有调用srand（），rand（）会给你相同的结果。 试试这个看看自己：

    vector<thread> workers;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        workers.push_back(std::thread([]{ cout << rand() << endl; }));

    for (auto& th : workers)
    {
        if (th.joinable())
            th.join();
    }