概率和随机数生成器

Question

我正在研究一个涉及概率和随机数生成器的问题，我认为我与之接近，但需要敲定最后一件事。 我有一个大理石袋，可以在其中输入不同颜色的大理石数量。 含义红色10绿色5蓝色5橙色3.我必须推断每种有色大理石的概率，然后根据该概率随机生成大理石数目。 到目前为止，我可以这样计算出概率

  int MarbleCnt = red + green + blue + orange;
  double probRed = (double)red / MarbleCnt;
  double probGreen = (double)green / MarbleCnt;
  double probBlue = (double)blue / MarbleCnt;
  double probOrange = (double)orange / MarbleCnt;

然后我打算使用Random().NextDouble来解密选择了哪个大理石，这是我的代码：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    double randNum = mRandom.NextDouble();             
    if (0 <= randNum && randNum < probRed) { probArr[i] = RED_MARBLE; }
    else if (probRed <= randNum && randNum < probGreen) { probArr[i] = GREEN_MARBLE; }
    else if (probGreen <= randNum && randNum < probBlue) { probArr[i] = BLUE_MARBLE; }
    else  { probArr[i] = ORANGE_MARBLE; }
}

我的问题是，如果我拥有相同数量的弹珠，该怎么办，这意味着我有10个红色，5个蓝色和5个橙色，需要做些什么才能解密来选择蓝色或橙色。

Answer 1

就个人而言，我根本不会使用double我只会选择0（含）和大理石总数（不含）之间的随机整数 。 有效地，您将用数字“标记”每个大理石，然后根据随机整数确定选择了哪个大理石。 例如：

MarbleColor PickMarble
    (Random rng, int redCount, int greenCount, int blueCount, int orangeCount)
{
    int index = rng.Next(redCount + greenCount + blueCount + orangeCount);
    if (index < redCount)
    {
        return MarbleColor.Red;
    }
    if (index < redCount + greenCount)
    {
        return MarbleColor.Green;
    }
    if (index < redCount + greenCount + blueCount)
    {
        return MarbleColor.Blue;
    }
    return MarbleColor.Orange;
}

这基本上与双打相同，但是更容易理解（IMO）。

Answer 2

我也避免使用double 。 由于处理概率似乎很自然，但您会发现最终编写的代码变得难以证明和调试的正确性。

最好尝试更离散地对大理石袋建模。

我会这样做：

var red = 10;
var green = 5;
var blue = 5;
var orange = 2;

var rnd = new Random();

var bag =
    Enumerable.Repeat(RED_MARBLE, red)
        .Concat(Enumerable.Repeat(GREEN_MARBLE, green))
        .Concat(Enumerable.Repeat(BLUE_MARBLE, blue))
        .Concat(Enumerable.Repeat(ORANGE_MARBLE, orange))
        .OrderBy(m => rnd.Next())
        .ToList();

现在，我有一个均匀洗净的大理石袋，我可以从中挑选出来，模拟从袋子中取出大理石。

尽管这不像纯粹的数学方法那样高效，但是它仍然非常快。 我可以使用这种方法在1秒钟内生产并分类一个装有180 万个大理石的袋子。

Answer 3

问题是当前您所有的数字都在0到归一化（0到1之间）的概率之间。 看一下您的概率变量的值

int red = 10;
int green = 5;
int blue = 5;
int orange = 3;
int MarbleCnt = red + green + blue + orange;
double probRed = (double)red / MarbleCnt;
double probGreen = (double)green / MarbleCnt;
double probBlue = (double)blue / MarbleCnt;
double probOrange = (double)orange / MarbleCnt;

Console.WriteLine("Red: " + probRed);       
Console.WriteLine("Green: " + probGreen);       
Console.WriteLine("Blue: " + probBlue);     
Console.WriteLine("Orange: " + probOrange);

这个输出

Red: 0.434782608695652
Green: 0.217391304347826
Blue: 0.217391304347826
Orange: 0.130434782608696

您需要做的是，您的条件需要加总先前的条件，这可以抵消它们，您就可以判断出您进入哪个概率的“桶”。

for (int i = 0; i < 10; i++) 
{
    double randNum = mRandom.NextDouble();             
    if (randNum < probRed) 
    { 
        probArr[i] = RED_MARBLE; 
    }
    else if (randNum < (probRed + probGreen)) 
    {
        probArr[i] = GREEN_MARBLE; 
    }
    else if (randNum < (probRed + probGreen + probBlue)) 
    {
        probArr[i] = BLUE_MARBLE; 
    }
    else  
    { 
        probArr[i] = ORANGE_MARBLE; 
    }
}

如果这段代码看起来很熟悉，那正是Jon告诉您的答案 。 不需要标准化值的步骤（用MarbleCnt划分），而不是标准化您的值在0和1之间，然后选择0和1之间的随机值，只需将您的值保持在0到22，然后选择0到22之间的随机数即可。乔恩在回答中表示。

Answer 4

char RandomCharacter()
{ 
  /* as the denominator of the probability is 7 hence we will generate a random number between 1-7 */
  int RandNo = rand()%7+1;

  // now distribute the distribution with respect to probability
  if(RandNo<=4 and RandNo>=1) {
    return '*'; // 4/7 chances are to lie here
  }
  if(RandNo<=6) {
    return '#'; // 2/7 chances are to lie in this range now
  } else {
    return '@'; // 1/7 chances are remaining
  }
}