某个范围内的随机数c ++ [重复]

Posted 2023-02-25

【中文标题】某个范围内的随机数c ++ [重复]

【英文标题】：Random number c++ in some range [duplicate]

【发布时间】：2011-11-25 11:36:29

【问题描述】：

可能重复：Generate Random numbers uniformly over entire range

我想在 C++ 中生成某个范围内的随机数，比如说我想要 25 到 63 之间的数字。

我怎样才能拥有它？

【问题讨论】：

即使有循环也能完美运行：输出 = min + (rand() % (int)(max - min + 1))

【参考方案1】：

int range = max - min + 1;
int num = rand() % range + min;

【讨论】：

不好的建议。这不会产生均匀分布。虽然这是一种相当普遍的方法（但存在根本缺陷）。

为什么会有缺陷？如果rand() % range 相对统一，我希望添加一个常量可以保持统一。或者你是说rand() 本身并不是一个真正随机数的好选择？没错，但取决于 OP 想要做什么， rand() 可能就足够了。

@Anson：Johannes Rudolph 抱怨的原因是 % 不起作用，除非右边的值是 RAND_MAX 的精确除数。如果不是，那么某些值的概率会稍小（非常轻微）。示例： RAND_MAX (32767) r = rand()%3; 概率为 0(10923/32767) 1(10922/32767) 2(10922/32767) 请注意，0 的概率略高。正如 'Benjamin Lindley' 指出的那样，这在大多数情况下是微不足道的，但是当你做像密码学这样的事情时，这样的事情就会成为一个问题。所以很多人在使用这种方法时都会哭。

还有一个问题是 rand() 的底部几位不是很随机（因此，如果 max-min 很小，您就不会得到好的值（这可能已经修复））。另一种选择是num = rand() * 1.0 / RAND_MAX * (max-min+1) + min;

@MartinYork 你的替代方案也好不到哪里去，它仍然存在鸽巢问题，只是原因不那么明显。

【参考方案2】：

您可以使用添加到标准库 (TR1) 中的随机功能。或者您可以使用在普通 C 中工作的相同旧技术：

25 + ( std::rand() % ( 63 - 25 + 1 ) )

【讨论】：

请注意，这个答案不会产生同样可能的数字！下面的答案是更好的方法。

@GeorgeHilliard 为什么？我真的不知道，生成随机数的算法是如何工作的

@milanHrabos 一个例子可以很容易地说明这一点：std::rand() 返回从0 到RAND_MAX（包含）的均匀分布的整数。现在，假设您通过使用std::rand() % RAND_MAX 获得了从0 到RAND_MAX - 1（包括）范围内的整数，现在获得0 的机会将加倍，因为这将是std::rand() 返回时的结果要么 0 要么 RAND_MAX。任何其他数字只有在std::rand() 直接返回时才会获得。这同样适用于不是 RAND_MAX + 1 的除数的每个模数。

@GeorgeHilliard "Below" 是相对的。

【参考方案3】：

float RandomFloat(float min, float max)

    float r = (float)rand() / (float)RAND_MAX;
    return min + r * (max - min);

【讨论】：

这不是均匀分布。尝试将 7 个球放入 3 个桶中，使每个桶中的球数量相同。你做的完全一样。

我实际上认为它是正确的，它将一个范围乘以 [0,1] 中的一个数字。你能进一步解释@polkovnikov.ph 吗？

@LorenzoBelli 浮点数不是均匀分布在 [0, 1] 上的，因为它们的精度有限。实数是。

告诉我，这个算法返回max的几率是多少？

【参考方案4】：

使用rand函数：

http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdlib/rand/

引用：

A typical way to generate pseudo-random numbers in a determined range using rand is to use the modulo of the returned value by the range span and add the initial value of the range:

( value % 100 ) is in the range 0 to 99
( value % 100 + 1 ) is in the range 1 to 100
( value % 30 + 1985 ) is in the range 1985 to 2014

【讨论】：

@Tux-D 这是从 cplusplus 网站直接复制的 sn-p 代码，所以我想我认为这是执行此操作的标准方式。我没有意识到这样做是不正确或不常见的，感谢您提供的信息。因为现在我很好奇，这个方法到底有什么问题？

请参阅上面的Benjamin Lindley 答案和我的相关 cmets，了解 C++11 之前的方法。但是我上面的评论是错误的（我想念你的答案）。所以我会删除它。网站 cplusplus.com 对我来说还可以（并且不时供快速参考），但我不会将其用作权威来源。

感谢您的信息。看了上面的资料，觉得自己有了更好的理解。我会争辩说，虽然我的答案不是最好的答案，但它没有用处。但这是你的决定，我再次感谢你启发我。 :)

见：azillionmonkeys.com/qed/random.html

【参考方案5】：

int random(int min, int max) //range : [min, max]

   static bool first = true;
   if (first) 
     
      srand( time(NULL) ); //seeding for the first time only!
      first = false;
   
   return min + rand() % (( max + 1 ) - min);

【讨论】：

希望您不要介意编辑，我很确定这是您的意图。

要包含最大值，您必须使用 max - min + 1

它是否包含从负到正的范围？

使用“return min + rand() % (max + 1 - min);”获得最大值本身！ =D

rand() 仅返回带 [0;RAND_MAX] 中的数字。如果 (max - min) > RAND_MAX，你永远不会得到范围内的数字 (RAND_MAX; max - min)。 RAND_MAX 是实现细节，但通常等于 7FFF。

【参考方案6】：

由于还没有人发布现代 C++ 方法，

#include <iostream>
#include <random>
int main()

    std::random_device rd; // obtain a random number from hardware
    std::mt19937 gen(rd()); // seed the generator
    std::uniform_int_distribution<> distr(25, 63); // define the range

    for(int n=0; n<40; ++n)
        std::cout << distr(gen) << ' '; // generate numbers

【讨论】：

如果您想知道“mt19937 类型的黑客是什么？！” - A Mersenne Twister pseudo-random generator of 32-bit numbers with a state size of 19937 bits. 它是带有预设参数的“mersenne_twister_engine”模板 (cplusplus.com/reference/random/mersenne_twister_engine) 的“包装器”。

@Akiva 我认为，最后一个是正确的。如果您的发行版中没有它，您应该将您的编译器升级到符合 C++11 的编译器。它不是一个弃用的功能，它是一个新功能。 GCC 4.9+ 当然应该有它。

另外值得注意的是，要对浮点数/双精度数做同样的事情，可以使用 std::uniform_real_distribution。很好的答案！

请注意，std::uniform_int_distribution<> 包含在内——在上面的示例中，[25,63]。

@Akiva 和 @polkovnikov.ph：这不是关于升级编译器（GCC 已经支持 C++11 很长时间了），而是关于使用 -std=c++11 编译器标志切换到 C++11 .由于 C++11 不向后兼容，所有符合标准的编译器（GCC、clang、...）都需要显式激活 C++11。