扩展rand（）最大范围

Question

我创建了一个测试应用程序，可以生成0到250 000范围内的10k随机数。然后我计算出MAX和min值，并注意到MAX值总是在32k左右......

你知道如何扩大可能的范围吗？ 我需要一个MAX值约为250 000的范围！

Answer 1

这是根据rand（）的定义，参见：

http://cplusplus.com/reference/clibrary/cstdlib/rand/

http://cplusplus.com/reference/clibrary/cstdlib/RAND_MAX/

如果您需要更大的随机数，您可以使用外部库（例如http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/doc/html/boost_random.html ）或从多个小随机数中计算大型随机数数字由你自己。

但要注意你想要的分配。 如果只是总结小的随机数，结果将不会平均分配。

如果您只是按常数因子缩放一个小的随机数，则可能的值之间会有间隙。

取随机数的乘积也不起作用。

可能的解决方案如下：

1) Take two random numbers a,b
2) Calculate a*(RAND_MAX+1)+b

因此，您可以获得均匀分布的随机值，最高可达（RAND_MAX + 1）^ 2-1

Answer 2

据推测，您还希望在此扩展范围内平均分配。 关于可以有效执行此操作的唯一方法是生成一系列较小的数字，并将它们缩放，就像您在不同的基础上工作一样。 例如，对于250000，您可能在[0,10）范围内有4个随机数，在[0,25]范围内有一个随机数：

int
random250000()
{
    return randomInt(10) + 10 * randomInt(10)
        + 100 * randomInt(10) + 1000 * randomInt(10)
        + 10000 * randomInt(25);
}

为此，你的随机数生成器必须是好的; 许多rand()都没有（或者至少没有 - 我最近没有验证过这种情况）。 您还希望消除将RAND_MAX + 1不同值映射到10或25不同值时产生的偏差。 除非RAND_MAX + 1是10和25的精确倍数（例如，是50的精确倍数），否则您需要以下内容：

int
randomInt( int upperLimit )
{
    int const limit = (RAND_MAX + 1) - (RAND_MAX + 1) % upperLimit;
    int result = rand();
    while ( result >= limit ) {
        result = rand();
    return result % upperLimit;
}

（执行此操作时注意：有些机器RAND_MAX + 1将溢出;如果可移植性存在问题，则需要采取其他预防措施。）

当然，所有这一切都假设一台质量很好的发电机，这远不是一个特定的发电机。

Answer 3

您可以通过生成较小的随机数来按位操作数字。

例如，如果您需要32位随机数：

int32 x = 0;
for (int i = 0; i < 4; ++i) { // 4 == 32/8
   int8 tmp = 8bit_random_number_generator();
   x <<= 8*i; x |= tmp;
}

如果你的数字不需要良好的随机性，你可以使用rand（）和0xff作为8位随机数发生器。 否则，将需要更好的东西。

Answer 4

将您的数字向上扩展N / RAND_MAX ，其中N是您所需的最大值。 如果数字合适，你可以这样做：

unsigned long long int r = rand() * N / RAND_MAX;

显然如果初始部分溢出你不能这样做，但是N = 250000你应该没问题。 RAND_MAX在许多流行平台上都是32K。

更一般地，要在区间[A, B]统一得到随机数，请使用：

A + rand() * (B - A) / RAND_MAX;

当然你应该使用正确的C ++风格的<random>库; 在此网站上搜索许多类似的问题，解释如何使用它。

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编辑：为了防止评论升级，这里是另一个正确的C ++解决方案的复制/粘贴，用于在区间[A, B]上实现真正均匀分布：

#include <random>

typedef std::mt19937 rng_type;
typedef unsigned long int int_type;  // anything you like

std::uniform_int_distribution<int_type> udist(A, B);
rng_type rng;

int main()
{
    // seed rng first:
    rng_type::result_type const seedval = get_seed();
    rng.seed(seedval);

    int_type random_number = udist(rng);
    // use random_number
}

不要忘记看到RNG！ 如果存储种子值，则可以稍后重播相同的随机序列。

Answer 5

你使用的是短期投资吗？ 如果是这样，你会看到32,767作为你的最大数量，因为任何更大的数据都会溢出short int。