C语言随机数小结
C语言中可以使用rand()函数来生成一个从0到RAND_MAX的uniform分布。基于这个函数，我们可以构造出一些特定的随机数生成器来满足我们的需求。
（一）0到1的uniform分布：
// generate a random number in the range of [0,1);
double uniform_zero_to_one(){
return ( double )rand()/ RAND_MAX;
}
（二）任意实数区间的uniform分布：
// generate a random real number in [start,end)
double uniform_real( double start, double end){
double rate=( double )rand()/ RAND_MAX;
return start+(end-start)* rate;
}
（三）任意整数区间的uniform分布：
// generate a random integer number in [start,end)
int uniform_integer( int start, int end){
int base = rand();
if ( base == RAND_MAX)
return uniform_integer(start,end);
int range=end- start;
int remainder=RAND_MAX% range;
int bucket=RAND_MAX/ range;
if ( base <RAND_MAX- remainder)
return start+ base / bucket;
else
return uniform_integer(start,end);
}
这个函数要特别说明一下，平常时候我们都是用0到1的uniform分布直接乘以n来生成0到n的整数分布，但是按这种方法生成的分布并不是uniform的，更详细的讨论可以参见stackoverflow。另外，我这个函数也是从stackoverflow上获得，不敢据为己有，此处只为和大家分享。
另外由于RAND_MAX只有32767，因此要生成比这个数更大的随机数需要另外想办法，理论上可以直接用0到1的uniform分布直接放缩，但实际效果不好。这里给出一种移位方式的实现。
（四）32bits的随机数
// generate a random 32 bits integer number
int rand32(){
return ((rand()<< 16 )+(rand()<< 1 )+rand()% 2 );
}
有了32bits的随机数生成方法，就可以构造32bits范围内的随机整数区间了，方法和之前16bits的情况一样。
（五）32bits范围内的随机整数区间
// generate a random 32bits integer number in [start,end)
int uniform_integer_32( int start, int end){
int base = rand32();
if ( base == RAND32_MAX)
return uniform_integer_32(start,end);
int range=end- start;
int remainder=RAND32_MAX% range;
int bucket=RAND32_MAX/ range;
if ( base <RAND32_MAX- remainder)
return start+ base / bucket;
else
return uniform_integer_32(start,end);
}
这里RAND32_MAX定义为0x7fffffff。
除此之外，利用rand()函数构造任意分布的随机数也是个值得探讨的问题。
理论上可以通过(0,1)的uniform分布，加上标准采样方法（sampling）获得。但是实现还是不那么容易的。之前在CSDN上看到有人推荐 Intel MKL库（ Intel MKL Vector Statistical Library (VSL) is a collection of 9 random number generators and 22 probability distributions that deliver significant performance improvements in physics, chemistry, and financial analysis. ）这个库包括了常见的随机数生成器，以及可以生成常见的随机数分布。
伪随机数其实是一个很值得研究的课题，这里只是抛砖引玉，欢迎讨论，欢迎提出更好的方法。
文章未经本人允许，禁止以任何形式复制，转载；使用在其他任何未经本人允许的地方。若要转载请留言联系。
标签: C语言
作者： Leo_wl
出处： http://HdhCmsTestcnblogs测试数据/Leo_wl/
本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利。
版权信息