擴展rand（）最大范圍

Question

我創建了一個測試應用程序，可以生成0到250 000范圍內的10k隨機數。然后我計算出MAX和min值，並注意到MAX值總是在32k左右......

你知道如何擴大可能的范圍嗎？ 我需要一個MAX值約為250 000的范圍！

Answer 1

這是根據rand（）的定義，參見：

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

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

如果您需要更大的隨機數，您可以使用外部庫（例如http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/doc/html/boost_random.html ）或從多個小隨機數中計算大型隨機數數字由你自己。

但要注意你想要的分配。 如果只是總結小的隨機數，結果將不會平均分配。

如果您只是按常數因子縮放一個小的隨機數，則可能的值之間會有間隙。

取隨機數的乘積也不起作用。

可能的解決方案如下：

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

因此，您可以獲得均勻分布的隨機值，最高可達（RAND_MAX + 1）^ 2-1

Answer 2

據推測，您還希望在此擴展范圍內平均分配。 關於可以有效執行此操作的唯一方法是生成一系列較小的數字，並將它們縮放，就像您在不同的基礎上工作一樣。 例如，對於250000，您可能在[0,10）范圍內有4個隨機數，在[0,25]范圍內有一個隨機數：

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

為此，你的隨機數生成器必須是好的; 許多rand()都沒有（或者至少沒有 - 我最近沒有驗證過這種情況）。 您還希望消除將RAND_MAX + 1不同值映射到10或25不同值時產生的偏差。 除非RAND_MAX + 1是10和25的精確倍數（例如，是50的精確倍數），否則您需要以下內容：

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;
}

（執行此操作時注意：有些機器RAND_MAX + 1將溢出;如果可移植性存在問題，則需要采取其他預防措施。）

當然，所有這一切都假設一台質量很好的發電機，這遠不是一個特定的發電機。

Answer 3

您可以通過生成較小的隨機數來按位操作數字。

例如，如果您需要32位隨機數：

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

如果你的數字不需要良好的隨機性，你可以使用rand（）和0xff作為8位隨機數發生器。 否則，將需要更好的東西。

Answer 4

將您的數字向上擴展N / RAND_MAX ，其中N是您所需的最大值。 如果數字合適，你可以這樣做：

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

顯然如果初始部分溢出你不能這樣做，但是N = 250000你應該沒問題。 RAND_MAX在許多流行平台上都是32K。

更一般地，要在區間[A, B]統一得到隨機數，請使用：

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

當然你應該使用正確的C ++風格的<random>庫; 在此網站上搜索許多類似的問題，解釋如何使用它。

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編輯：為了防止評論升級，這里是另一個正確的C ++解決方案的復制/粘貼，用於在區間[A, B]上實現真正均勻分布：

#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
}

不要忘記看到RNG！ 如果存儲種子值，則可以稍后重播相同的隨機序列。

Answer 5

你使用的是短期投資嗎？ 如果是這樣，你會看到32,767作為你的最大數量，因為任何更大的數據都會溢出short int。