เหตุใด C ++ แรนด์ () จึงดูเหมือนว่าจะสร้างเฉพาะลำดับความสำคัญเท่ากันเท่านั้น

ในแอปพลิเคชันขนาดเล็กที่เขียนด้วย C / C ++ ฉันกำลังประสบปัญหากับrandฟังก์ชั่นและอาจเป็นเมล็ด:

ฉันต้องการสร้างลำดับของตัวเลขสุ่มที่มีคำสั่งต่างกันเช่นมีค่าลอการิทึมที่แตกต่างกัน (ฐาน 2) แต่ดูเหมือนว่าตัวเลขทั้งหมดที่ผลิตมีคำสั่งเดียวกันโดยมีความผันผวนระหว่าง 2 ^ 25 และ 2 ^ 30

เป็นเพราะrand()เมล็ดมีเวลา Unix ซึ่งตอนนี้เป็นจำนวนค่อนข้างมาก? ฉันลืมอะไร ฉันกำลังเพาะเพียงครั้งเดียวที่จุดเริ่มต้นของrand()main()

มีเพียง 3% ของตัวเลขระหว่าง 1 และ 2 มี³⁰ซึ่งไม่ได้ระหว่าง 2 ²⁵ 2 30 ดังนั้นนี่ฟังดูธรรมดาดี :)

เพราะ 2 ²⁵ /2 ³⁰ = 2 ^-5 = 1/32 = 0.03125 = 3.125%

สีเขียวเบาเป็นพื้นที่ระหว่าง 0 และ 2 ²⁵ ; สีเขียวเข้มเป็นพื้นที่ระหว่าง 2 ²⁵ 2 30 เห็บคือพลังของ 2

คุณจะต้องแม่นยำมากขึ้น: คุณต้องการค่าลอการิทึมฐาน 2 ที่แตกต่างกัน แต่คุณต้องการการกระจายแบบใด ฟังก์ชัน rand () มาตรฐานสร้างการกระจายแบบสม่ำเสมอคุณจะต้องแปลงเอาต์พุตนี้โดยใช้ควอไทล์ฟังก์ชันเกี่ยวข้องกับการแจกแจงที่คุณต้องการ

ถ้าคุณบอกการกระจายเราก็สามารถบอกquantileฟังก์ชั่นที่คุณต้องการ

ถ้าคุณต้องการออเดอร์ที่มีขนาดต่างกันทำไมไม่ลองกันpow(2, rand())ล่ะ หรืออาจเลือกคำสั่งโดยตรงเป็นแรนด์ () ตามที่แฮโรลด์แนะนำ?

@ C4stor ทำให้เป็นจุดที่ดี แต่สำหรับกรณีทั่วไปที่มากขึ้นและเข้าใจได้ง่ายขึ้นสำหรับมนุษย์ (ฐาน 10): สำหรับช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 10 ^ n, ~ 90% ของตัวเลขอยู่ระหว่าง 10 ^ (n-1) ถึง 10 ^ n ดังนั้น ~ 99% ของตัวเลขเริ่มจาก 10 ^ (n-2) ถึง 10 ^ n เพิ่มทศนิยมให้มากที่สุดเท่าที่คุณต้องการ

คณิตศาสตร์ตลกถ้าคุณทำเช่นนี้ต่อไปสำหรับ n คุณจะเห็นว่าตั้งแต่ 1 ถึง 10 ^ n 99.9999 ... % = 100%ของตัวเลขมาจาก 10 ^ 0 ถึง 10 ^ n ด้วยวิธีนี้

ตอนนี้เกี่ยวกับรหัสถ้าคุณต้องการตัวเลขสุ่มที่มีขนาดสุ่มจาก 0 ถึง 10 ^ n คุณสามารถทำได้:

1. สร้างตัวเลขสุ่มเล็ก ๆ จาก 0 ถึง n

2. หากคุณทราบช่วงที่ n มีให้สร้างลำดับสุ่มจำนวนมาก 10 ^ k โดยที่ k> max {n}

3. ตัดตัวเลขสุ่มที่ยาวขึ้นเพื่อรับตัวเลข n ของตัวเลขสุ่มขนาดใหญ่นี้

คำตอบ (และถูกต้อง) ขั้นพื้นฐานได้รับและยอมรับแล้วข้างต้น: มี 10 ตัวเลขระหว่าง 0 และ 9, 90 หมายเลขระหว่าง 10 และ 99, 900 ระหว่าง 100 และ 999 เป็นต้น

สำหรับวิธีคำนวณที่มีประสิทธิภาพในการรับการแจกแจงด้วยการแจกแจงแบบลอการิทึมโดยประมาณคุณต้องการเปลี่ยนตัวเลขสุ่มของคุณด้วยหมายเลขสุ่ม:

s = rand() & 31; // a random number between 0 and 31 inclusive, assuming RAND_MAX = 2^32-1
r = rand() >> s; // right shift

มันไม่สมบูรณ์แบบ แต่มันเร็วกว่าการคำนวณมาก pow(2, rand()*scalefactor)มาก มันจะเป็น "ก้อน" ในแง่ที่ว่าการแจกแจงจะเหมือนกันสำหรับตัวเลขภายในตัวประกอบ 2 (เครื่องแบบ 128 ถึง 255 ครึ่งความหนาแน่นสำหรับ 256 ถึง 1,023 ฯลฯ )

นี่คือฮิสโตแกรมของความถี่ของตัวเลข 0 ถึง 31 (ในตัวอย่าง 1M):

มีจำนวนตัวเลขที่เท่ากับระหว่าง 0 ถึง 2 ^ 29 และ 2 ^ 29 และ 2 ^ 30

อีกวิธีหนึ่งในการดูปัญหา: พิจารณาการแทนเลขฐานสองของจำนวนสุ่มที่คุณสร้างความน่าจะเป็นที่บิตสูงสุดคือ 1 เท่ากับ 1/2 ดังนั้นคุณจะได้รับคำสั่ง 29 ในครึ่งกรณี สิ่งที่คุณต้องการคือการดูตัวเลขที่ต่ำกว่า 2 ^ 25 แต่นั่นหมายความว่า 5 บิตสูงสุดเป็นศูนย์ทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นกับความน่าจะเป็นต่ำที่ 1/32 โอกาสที่จะเกิดขึ้นแม้ว่าคุณจะเรียกใช้เป็นเวลานานคุณจะไม่เห็นคำสั่งซื้อที่ต่ำกว่า 15 เลย (ความน่าจะเป็นคือการกลิ้ง 6 6 ครั้งติดต่อกัน)

ตอนนี้ส่วนหนึ่งของคำถามของคุณเกี่ยวกับเมล็ด ไม่เมล็ดอาจไม่สามารถระบุช่วงที่ตัวเลขถูกสร้างขึ้นมันเป็นเพียงการกำหนดองค์ประกอบแรกเริ่มต้น คิดว่า rand () เป็นลำดับของตัวเลขที่เป็นไปได้ทั้งหมดในช่วง (การเปลี่ยนลำดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้า) เมล็ดพันธุ์จะเป็นตัวกำหนดว่าคุณจะเริ่มวาดตัวเลขจากลำดับใด นี่คือเหตุผลที่ถ้าคุณต้องการสุ่ม (หลอก) คุณใช้เวลาปัจจุบันเพื่อเริ่มต้นลำดับ: คุณไม่สนใจว่าตำแหน่งที่คุณเริ่มจากไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอทุกเรื่องที่คุณไม่เคยเริ่มจากตำแหน่งเดียวกัน

ใช้ pow(2,rand()) มันจะให้คำตอบตามลำดับขนาดที่ต้องการ !!

หากคุณต้องการใช้ตัวเลขสุ่มจากบริการออนไลน์ที่คุณสามารถใช้ wget ได้คุณอาจต้องการเห็นว่าคุณสามารถใช้บริการเช่น random.org สำหรับการสร้างหมายเลขสุ่มของคุณคุณสามารถจับพวกเขาโดยใช้ wget แล้วอ่านตัวเลขจาก ไฟล์ที่ดาวน์โหลด

wget -q https://www.random.org/integers/?num=100&min=1&max=100&col=5&base=10&format=html&rnd=new -O new.txt

http://programmingconsole.blogspot.in/2013/11/a-better-and-different-way-to-generate.html