C+中的随机数生成+。。。第一个数字不是很随机 我试图在C++中使用0到1的随机数,而不使用Boost。我不想依赖图书馆

C+中的随机数生成+。。。第一个数字不是很随机 我试图在C++中使用0到1的随机数,而不使用Boost。我不想依赖图书馆,c++,random,C++,Random,每当我开始我的计划时,我都会: srand(时间(空)) 然后我打印8个随机数。我用一个空行分隔程序的不同运行: Random number: 0.226063 Random number: 0.449186 Random number: 0.474514 Random number: 0.160779 Random number: 0.220868 Random number: 0.136685 Random number: 0.260120 Random number: 0.843334

每当我开始我的计划时,我都会: srand(时间(空))

然后我打印8个随机数。我用一个空行分隔程序的不同运行:

Random number: 0.226063
Random number: 0.449186
Random number: 0.474514
Random number: 0.160779
Random number: 0.220868
Random number: 0.136685
Random number: 0.260120
Random number: 0.843334

Random number: 0.226181
Random number: 0.422253
Random number: 0.808594
Random number: 0.040531
Random number: 0.212377
Random number: 0.421073
Random number: 0.965790
Random number: 0.026305

Random number: 0.226306
Random number: 0.526858
Random number: 0.898279
Random number: 0.378934
Random number: 0.736653
Random number: 0.924420
Random number: 0.718503
Random number: 0.888140

Random number: 0.226463
Random number: 0.157614
Random number: 0.010386
Random number: 0.551936
Random number: 0.391998
Random number: 0.303603
Random number: 0.659396
Random number: 0.465434
为什么第一个数字每次都几乎完全相同?我不明白。我应该把第一个数字扔掉吗


示例代码:

#include <iostream>

int main() {
  srand( time(NULL) );
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
  printf("%f\n", (float)rand()/RAND_MAX);
}
#包括
int main(){
srand(时间(空));
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
printf(“%f\n”,(float)rand()/rand\u MAX);
}
不,不要扔掉第一个。这扭曲了结果。序列
{1,1,1,1,1,1,1}
与任何其他任意七个数字的序列一样,尽管人类倾向于在每件事物中寻找意义:-)

因为你不喜欢序列而试图摆弄它会使随机数的生成变得更糟,而不是更好

值得一提的是,你应该确保你的跑步间隔至少一秒,这样你就不会使用同一个种子(这里似乎不是这样)。除此之外,请使用PRNG提供的结果,或者找到更好的生成器

要么你是一个统计学家/密码学家,你不会使用正常的随机函数,要么这真的不重要!对于绝大多数情况,都是后者


如果您不想要一个花哨的版本(或者一个包含大量额外内容的版本),并且您对实现中提供的版本不满意,那么可以基于
gcc
版本轻松实现一个,比如:

seed = (1103515245 * seed + 12345) & 0xffffffff
return seed & 0x7fffffff
请记住,初始种子值是根据提供给
srand
的参数计算的,其模数为
231-1
,以最小化对初始种子具有线性依赖性的序列(序列仍然存在线性,而不是初始种子值)

如果您只是寻找一个快速的解决方案,而不依赖外部库或花费时间实现更复杂的生成器,那么以下代码可能会使您的生活更轻松:

// Assume 32-bit integer.
static int seed = 1;
void mySRand (int newseed) {
    seed = newseed % 0x7fffffff;
}
int myRand() {
    seed = 1103515245 * seed + 12345;
    return seed & 0x7fffffff;
}

下面的程序将实际为您提供一个想法,即该算法将对提供给
mySRand
的种子值进行微小更改

它从
time(NULL)
获取初始种子,然后显示20个连续种子值的
myRand
初始值以及百分比变化

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

static int seed = 1;
void mySRand (int newseed) { seed = newseed % 0x7fffffff; }
int myRand() { seed = 1103515245 * seed + 12345; return seed & 0x7fffffff; }

int main (void) {
    int i, xyzzy, val, lastVal;
    double avg, diff;
    xyzzy = time (NULL);
    mySRand (xyzzy);
    lastVal = myRand();
    printf ("seed=%d, val=%12d\n", xyzzy, lastVal);
    for (i = 0; i < 20; i++) {
        mySRand (++xyzzy);
        val = myRand();
        avg = val; avg = (avg + lastVal) / 2;
        diff = 100 * fabs (avg - val) / avg;
        printf ("seed=%d, val=%12d, avg=%12.1f, %%chg=%f\n",
            xyzzy, val, avg, diff);
        lastVal = val;
    }
    return 0;
}

因此,你可以看到,基于初始种子的距离,它们的起始值实际上有很大的差异。

这是完全正常的。PRNG必须预热。我脑后的数字大约是1000。这意味着,在植入PRNG后,获得1000个数字并将其丢弃

原因是大多数生成器是如何实现的。它们通常类似于
x=a*x+b
,其中
a
b
是常量。因此,如果你运气不好,选择你的种子(在你的情况下非常接近!),这样方程的第一部分与结果没有太大的相关性(即接近0(mod MAX_RAND))。这就是为什么你必须热身的原因:它会消除你所选择的种子之间的相似性。这听起来很愚蠢,但这就是PRNG的工作原理(你可以扔掉50而不是1000,YMMV)



顺便说一句,一般来说,使用
rand
是个糟糕的主意。不仅如此(出于我无法理解的原因),它与其他PRNG相比速度非常慢,而且它生成的数字也非常差(在熵、周期性等方面)。如果您不想使用boost,也许您可以使用gsl,它几乎拥有您所需要的一切(关于随机数)。

也许程序执行之间的延迟太短,因此时间函数可能返回彼此太相似的种子


如果不知道srand函数是如何实现的,很难确定,但它是一个伪随机生成器,它将为多个执行的同一种子输出相同的序列。尝试以较大的延迟来输入种子,或者在time函数返回的时间中添加一个变量填充,看看这是否对输出有足够的影响。但是,请注意,它们不是真正的随机数

> P>当我稍微编译你的样本运行时,编译为C(我不知道C++足够好,以修复编译错误而不诅咒)我看到的只是随机的第一行:

$while true;一定要睡觉/兰特|头-1;完成
0.493923
0.353780
0.217848
0.570592
0.430408
0.290481
0.651497
0.006394
0.865017
0.721335
0.581914
0.936602
0.796496
^C

您可以使用标准库,该库提供高质量的PRNG引擎以及适当的分发适配器:

#include <random>

typedef std::mt19937 rng_type;
std::uniform_real_distribution<double> u01dist;

rng_type rng;

int main()
{
  rng.seed(std::time(NULL));

  double random_number = u01dist(rng);

  // ...
}
#包括
类型定义标准::mt19937 rng_类型;
标准:均匀实分布u01dist;
rng_型rng;
int main()
{
rng.seed(std::time(NULL));
双随机数=u01dist(rng);
// ...
}

我应该扔掉第一个数字还是什么?显然是的。你能提供一个完整的代码列表来说明你是如何生成你的值的吗。请记住,两个时间样本在一起会有相似的值。RNG在播种时会卷积种子,但根据RNG算法的不同,它可能无法在2-3个周期内实现完全随机性。为了创造最佳的随机性,可能最好丢弃一些数字(理想的情况是丢弃一个随机数)。如果你不信任RNG,你没有理由不能根据已发布的al编写自己的
#include <random>

typedef std::mt19937 rng_type;
std::uniform_real_distribution<double> u01dist;

rng_type rng;

int main()
{
  rng.seed(std::time(NULL));

  double random_number = u01dist(rng);

  // ...
}