Tại sao C ++ rand () dường như chỉ tạo ra các số có cùng độ lớn?

Trong một ứng dụng nhỏ được viết bằng C / C ++, tôi gặp vấn đề với randchức năng và có thể là hạt giống:

Tôi muốn tạo ra một chuỗi các số ngẫu nhiên có thứ tự khác nhau, tức là với các giá trị logarit khác nhau (cơ sở 2). Nhưng dường như tất cả các số được tạo ra đều có cùng thứ tự, dao động trong khoảng từ 2 ^ 25 đến 2 ^ 30.

Có phải bởi vì rand()được gieo mầm với thời gian Unix mà bây giờ là một con số tương đối lớn? Tôi đang quên cái gì? Tôi rand()chỉ gieo hạt một lần vào đầu main().

Chỉ có 3% số trong khoảng từ 1 đến 2 ³⁰ mà KHÔNG nằm trong khoảng từ 2 ²⁵ đến 2 ³⁰ . Vì vậy, điều này nghe có vẻ khá bình thường :)

Bởi vì 2 ²⁵ /2 ³⁰ = 2 ^-5 = 1/32 = 0,03125 = 3,125%

Màu xanh nhạt hơn là vùng giữa 0 và 2 ²⁵ ; màu xanh đậm hơn là vùng giữa 2 ²⁵ và 2 ³⁰ . Bọ ve là sức mạnh của 2.

Bạn cần phải chính xác hơn: bạn muốn các giá trị logarit cơ sở 2 khác nhau nhưng bạn muốn phân phối gì cho việc này? Các hàm rand () tiêu chuẩn tạo phân phối đồng đều, bạn sẽ cần chuyển đổi đầu ra này bằng cách sử dụng hàm lượng tử liên quan đến phân phối mà bạn muốn.

Nếu bạn cho chúng tôi biết phân phối thì chúng tôi có thể cho bạn biết quantilechức năng bạn cần.

Nếu bạn muốn các đơn đặt hàng lớn khác nhau, tại sao không thử pow(2, rand())? Hoặc có lẽ chọn thứ tự trực tiếp là rand (), như Harold đề xuất?

@ C4stor đã làm cho một điểm tuyệt vời. Tuy nhiên, đối với trường hợp tổng quát hơn và dễ hiểu hơn đối với con người (cơ sở 10): đối với phạm vi từ 1 đến 10 ^ n, ~ 90% số là từ 10 ^ (n-1) đến 10 ^ n, do đó, ~ 99% số lượng đi từ 10 ^ (n-2) đến 10 ^ n. Tiếp tục thêm nhiều số thập phân như bạn muốn.

Toán học vui, nếu bạn tiếp tục làm điều này cho n, bạn có thể thấy rằng từ 1 đến 10 ^ n, 99.9999 ...% = 100% số là từ 10 ^ 0 đến 10 ^ n với phương pháp này.

Bây giờ về mã, nếu bạn muốn một số ngẫu nhiên có thứ tự độ lớn ngẫu nhiên, từ 0 đến 10 ^ n, bạn có thể làm:

1. Tạo một số ngẫu nhiên nhỏ từ 0 đến n

2. Nếu bạn biết phạm vi mà n có, hãy tạo một số lượng lớn thứ tự ngẫu nhiên 10 ^ k trong đó k> max {n}.

3. Cắt số ngẫu nhiên dài hơn để có được n chữ số của số ngẫu nhiên lớn này.

Câu trả lời cơ bản (và chính xác) đã được đưa ra và chấp nhận ở trên: có 10 số từ 0 đến 9, 90 số trong khoảng từ 10 đến 99, 900 trong khoảng từ 100 đến 999, v.v.

Đối với một cách tính toán hiệu quả để có được một phân phối với phân phối logarit xấp xỉ , bạn muốn dịch chuyển sang phải số ngẫu nhiên của mình bằng một số ngẫu nhiên:

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

Nó không hoàn hảo, nhưng nó nhanh hơn nhiều so với máy tính pow(2, rand()*scalefactor). Nó sẽ "vón cục" theo nghĩa là phân phối sẽ thống nhất cho các số trong một yếu tố 2 (thống nhất cho 128 đến 255, một nửa mật độ cho 256 đến 1023, v.v.).

Dưới đây là biểu đồ tần số của các số từ 0 đến 31 (trong các mẫu 1M):

Có số lượng chính xác bằng nhau giữa 0 và 2 ^ 29 và 2 ^ 29 và 2 ^ 30.

Một cách khác để xem xét vấn đề: xem xét biểu diễn nhị phân của số ngẫu nhiên bạn tạo ra, xác suất bit cao nhất là 1 bằng 1/2, và do đó, bạn nhận được lệnh 29 trong một nửa trường hợp. Những gì bạn muốn là nhìn thấy một số sẽ dưới 2 ^ 25, nhưng điều đó có nghĩa là 5 bit cao nhất đều bằng 0, xảy ra với xác suất thấp là 1/32. Rất có thể là ngay cả khi bạn chạy nó trong một thời gian dài, bạn sẽ không bao giờ thấy thứ tự dưới 15 nào cả (xác suất là một cái gì đó giống như lăn 6 6 lần liên tiếp).

Bây giờ, một phần câu hỏi của bạn về hạt giống. Không, hạt giống không thể xác định phạm vi các số được tạo ra, nó chỉ xác định phần tử đầu tiên, ban đầu. Hãy nghĩ về rand () như một chuỗi tất cả các số có thể có trong phạm vi (hoán vị được xác định trước). Hạt giống xác định nơi bạn bắt đầu vẽ số từ chuỗi. Đây là lý do tại sao nếu bạn muốn (giả) ngẫu nhiên, bạn sử dụng thời gian hiện tại để khởi tạo trình tự: bạn không quan tâm rằng vị trí bạn bắt đầu không được phân phối đồng đều, tất cả vấn đề là bạn không bao giờ bắt đầu từ cùng một vị trí.

sử dụng pow(2,rand()) nó sẽ cho câu trả lời theo thứ tự độ lớn mong muốn !!

Nếu bạn muốn sử dụng các số ngẫu nhiên từ một dịch vụ trực tuyến, bạn có thể sử dụng wget cho điều đó, bạn có thể muốn thấy bạn cũng có thể sử dụng các dịch vụ như Random.org để tạo số ngẫu nhiên, bạn có thể bắt chúng bằng cách sử dụng wget và sau đó đọc các số từ tập tin tải về

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