简单谈谈关于C++中大随机数的问题

所属分类: 软件编程 / C 语言 阅读数: 63
收藏 0 赞 0 分享

前言

大家都知道C++的随机数最大值是RAND_MAX,在头文件<stdlib.h>中定义。在windows平台下的VS是0x7fff,在MacBook的XCode是int的最大值。看来不同的平台是不同的。但是windows的是在太小了。

先上一个平时的随机函数:

int littleRand(int min, int max) 
{ 
 //考虑到不同平台下RAND_MAX可能不等于0x7fff,所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX,以免int爆掉 
 
 if (min > max) 
 { 
 min = max; 
 } 
 
 int randV = rand() % (max - min + 1); 
 
 int randResult = min + randV; 
 return randResult; 
} 

想优化一下:想着两个相乘,最大值是1亿,而且都是随机,就应该是均等的。

int bigRand(int min, int max) 
{ 
 //考虑到不同平台下RAND_MAX可能不等于0x7fff,所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX,以免int爆掉 
 
 if (min > max) 
 { 
 min = max; 
 } 
 
 int rand1 = rand() % 10000; 
 int rand2 = rand() % 10000; 
 int randV = (rand1 * rand2) % (max - min + 1); 
 
 int randResult = min + randV; 
 return randResult; 
} 

于是我运行了100万次,生成10以内的随机数,统计一下出现的次数。

int main() 
{ 
 srand(time(0)); 
 std::map<int, int> a; 
 std::map<int, int> b; 
 for (int i = 0; i < 1000000; i ++) 
 { 
 a[bigRand(1, 10)]++; 
 b[littleRand(1, 10)]++; 
 } 
 for (int i = 1; i <= 10; ++ i) 
 { 
 cout << i <<": \t"<< a[i] << " \t " << b[i] << endl; 
 } 
 
 return 0; 
} 

结果:

左边的是大随机数的次数,右边的是原来的。

可以看出,右边的比较正常,基本上是平均的。

而左边的,明显隔一个就大一点。等于1的特别高。至于怎么产生的我也想不通。

不过可以想象一下,缩小范围。就随机1和2。

1和2的概率都是0.5,两个数相乘是4.我们可以得到1-4范围的随机数。

但是概率明显不是均等的。假如执行两次,1和2都出现

就可以等到1:1次,2:2次,3:0次,4:1次。

明显,相乘的肯定是有差别的.

来,再把小时候妈妈叫我的乘法口诀看一遍。

std::map<int, int> r; 
for(int i = 0; i < 10; ++i) 
{ 
 for (int j = 0; j < 10; ++j) { 
 r[i * j %10]++; 
 } 
} 
for (int i = 0 ; i < 10; ++i) { 
 cout << i <<"\t"<< r[i] << endl; 
} 

结果:

0 27
1 4
2 12
3 4
4 12
5 9
6 12
7 4
8 12
9 4

那应该怎么搞呢,其实应该用移位的方法。你算出来的数是10进制的话,每次向左移动1为,就是乘以10,例如我上面的代码,

int bigRand(int min, int max) 
{ 
 if (min > max) 
 { 
 min = max; 
 } 
 
 int rand1 = rand() % 10000; 
 int rand2 = rand() % 10000; 
 int randV = (rand1 * 10000 + rand2) % (max - min + 1);//改成这样 
 
 int randResult = min + randV; 
 return randResult; 
} 

10000以下和10000以上完全不相干,两次随机不相干。只有这样才能使正确的随机。

其实就是求模的时候,模式多少,第一次随机就要乘以多少。rand1乘以的是rand2的模。

百度了一下其他人的随机数。

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
unsigned long ulrand(void) { 
 return ( 
 (((unsigned long)rand()<<24)&0xFF000000ul) 
 |(((unsigned long)rand()<<12)&0x00FFF000ul) 
 |(((unsigned long)rand() )&0x00000FFFul)); 
} 
int i; 
unsigned long ul; 
void main() { 
 srand(time(NULL)); 
 for (i=0;i<10;i++) { 
 ul=ulrand(); 
 printf("%010lu 0x%08x\n",ul,ul); 
 } 
} 

还有这个简单点的:

int BigRand() 
{ 
 return RAND_MAX*rand() + rand(); 
} 

其实都是通过移位的方式,移出那个随机数的最大值就行。

不过有个问题要考虑的,就是跨平台问题。不同平台的整形的长度可能不同,RAND_MAX也可能不同。总是移位,可能会出现数组越界。

所以为了安全起见还是用我写的两个10000最大值的随机数吧。

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流。

更多精彩内容其他人还在看

C++中四种对象生存期和作用域以及static的用法总结分析

以下是对C++中四种对象生存期和作用域以及static的用法进行了详细的介绍,需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

C++嵌套类与局部类详细解析

从作用域的角度看,嵌套类被隐藏在外围类之中,该类名只能在外围类中使用。如果在外围类之外的作用域使用该类名时,需要加名字限定
收藏 0 赞 0 分享

C++空类详解

以下是对C++中的空类进行了详细的介绍,需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

C++之友元:友元函数和友元类详解

友元是一种允许非类成员函数访问类的非公有成员的一种机制。可以把一个函数指定为类的友元,也可以把整个类指定为另一个类的友元
收藏 0 赞 0 分享

C++中返回指向函数的指针示例

int (*ff(int)) (int *,int);表示:ff(int)是一个函数,带有一个int型的形参,该函数返回int (*) (int *,int),它是一个指向函数的指针,所指向的函数返回int型并带有两个分别是Int*和int型的形参
收藏 0 赞 0 分享

C数据结构之单链表详细示例分析

以下是对C语言中的单链表进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

C数据结构之双链表详细示例分析

以下是对c语言中的双链表进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

浅析如何在c语言中调用Linux脚本

如何在c语言中调用Linux脚本呢?下面小编就为大家详细的介绍一下吧!需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

深入解析unsigned int 和 int

以下是对unsigned int和int进行了详细的分析介绍,需要的朋友可以过来参考下
收藏 0 赞 0 分享

浅谈C++中的string 类型占几个字节

本篇文章小编并不是为大家讲解string类型的用法,而是讲解我个人比较好奇的问题,就是string 类型占几个字节
收藏 0 赞 0 分享
查看更多