在C ++中使用rand（）函數的替代方法

Question

我嘗試了以下簡單代碼，該代碼“隨機地”產生1或-1的百萬次並將其加起來：

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>

int pos_or_neg()
{
    if (rand()%2==1) return 1;
    else return -1;
}

int main()
{
    int i,s=0;
    srand (time(NULL));
    for (i=0;i<1000000;i++)
        s+=pos_or_neg();
    std::cout << s;
}

如果rand（）實例是獨立的，則結果應該以標准偏差1000進行正態分布，但是我最多只能得到數百個大小的結果。 如果我生成更多的數字（例如1億個），那么這將更加引人注目，並且幅度甚至會減小 ！

rand（）真的那么糟糕嗎，或者我做錯了什么？ 在第一種情況下，有哪些好的替代方案？

Answer 1

rand()通常是使用線性同余生成器實現的，而眾所周知，線性同余生成器的低位是非隨機的。 因此，要么使用其他生成器，要么選擇其他生成器； 例如rand() & 0x10 。

Answer 2

使用以下代碼，我獲得了大約1000的標准差。

#include <random>
#include <iostream>

constexpr int N = 1000000;

int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(0, 1);

    int frequencyOfOnes = 0;
    for (int n=0; n<N; ++n)
        frequencyOfOnes += dis(gen);
    std::cout << "Out of " << N << " events, " << frequencyOfOnes << " had 1 as a result " << std::endl;
}

正如@ zett42所指出的那樣，已經有一個關於此主題的問題。 您可以去那里獲取有關該主題的更多信息。

使用C ++ 11隨機庫生成隨機數

您絕對應該檢查一下此討論，以了解為什么將rand與模數一起使用可能不是一個好主意。

https://channel9.msdn.com/Events/GoingNative/2013/rand-Considered-Harmful

因此，如果您想要統一分配，我強烈建議您使用http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/uniform_int_distribution

Answer 3

要考慮的一件事是，采用rand()並在其上使用mod假定RAND_MAX+1可被您的mod函數平均整除。 如果不是這樣，那么您至少會出現不平衡，因為您選擇“偶數”的次數將不會與選擇“奇數”的次數相同。

如果只是嘗試提供隨機值的“硬幣翻轉”，請改用bernoulli_distribution 。