生成 2^30 的随机数

Posted 2023-02-17

【中文标题】生成 2^30 的随机数

【英文标题】：Generating Random number of 2^30

【发布时间】：2012-10-19 19:21:34

【问题描述】：

我想生成0到2^10范围内的2^30随机数。听说rand()函数不适合这么多数字。有没有其他方法可以生成几乎相等的分布？

【问题讨论】：

查看 C++11 的 <random> 标头。

在 C++03 中，Boost.Random（<random> 来自哪里）。

生成均匀分布的大随机数不会有问题吗？

认真的吗？ java、c++ 和 c？您的问题是否与所有这些有关？

其实任何语言都适合我，我只想重定向到文件！！如果是 C/C++，那么最好。

【参考方案1】：

C++ <random> 库是一个很好的选择，有很多 PRNG 引擎和发行版可供选择。

#include <random>
#include <cstdint>
#include <iostream>

int main() 
    std::random_device r;
    std::seed_seq seedr(), r(), r(), r(), r(), r(), r(), r();
    std::mt19937_64 eng(seed);
    std::uniform_int_distribution<> dist(0, 1<<10);

    for (std::uint32_t i = 0; i< (1<<30); ++i) 
        int value = dist(eng);
        std::cout << value << ' ';
    

此外，random_device 本身就是一个引擎，根据实现，它可以提供对非确定性或加密 RNG 的访问：

std::random_device eng;
std::cout << dist(eng) << '\n';

例如在 libc++ 中它默认使用 /dev/urandom，在 OS X 上使用 Yarrow 加密 RNG 算法。

【讨论】：

您使用的是什么编译器/库和版本？它可能还没有实现。您也可以尝试std::mt19937 或其他predefined random number generators 之一。

@john 你必须添加-std=c++0x 编译器选项

【参考方案2】：

在 Java 中，您可以使用 Random，它会在 2^48 个值之后重复。

Random rand = new Random();

for(int i = 0; i < (1<<30); i++) 
    int n = rand.nextInt(1 << 10);

【参考方案3】：

g_random_int() 返回在 [0..2^32-1] 范围内均匀分布的随机 guint32。

#include <glib.h>

int
main(void)

     g_print("%d\n", g_random_int());
   return 0;

使用 gcc：

gcc -o rand rand.c `pkg-config --cflags --libs glib-2.0`

编辑：

直接从 /dev/random 读取（不太便携），照常编译：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int
main(void)

    int             fd;
    unsigned int    number;

    fd = open("/dev/random", O_RDONLY);

    read(fd, &number, sizeof(number));

    printf("%u\n", number);
    close(fd);
  return 0;

PS：检查错误。

【讨论】：

rand.c 是我存储此代码的文件吗？（对不起，我对编译器知之甚少）

@jhon 如果你只想要 0 到 2^32 之间的随机数，那么只需从 /dev/random 读取它本身就会给你随机性：P 在你的 shell 中试试这个：od -An -N4 -tu /dev/random | tr -d ' ' 重定向到文件od -An -N4 -tu /dev/random | tr -d ' ' > file.txt 但是是的；如果您将上面的代码复制并粘贴到一个名为 rand.c 的文件中，您实际上可以通过输入上面的命令来编译它。请注意，代码有一个要求，您需要在系统中安装 glib。当然，如果您不使用 Linux，这些都不会起作用。

好的，感谢我能够执行的 shell 命令。但是当我使用上述命令对文件 rand.c 执行此操作时，它会出现符号 >>。

哦，好吧...我希望shell命令能满足您的需要。如果不是，您总是可以提出另一个关于如何编译代码的问题，这很容易。但我真的建议你使用该命令而不是其他人的 C/C++/Java 代码，因为 /dev/random 会产生真正的随机数。

现在可以在 C 中调用上面的脚本我正在使用系统（“/path/myscript.sh”）。它按预期提供输出，但如何在变量中重定向它。例如：int abc=system ("/path/myscirpt.sh")??

【参考方案4】：

这是一个旧的 Usenet 帖子，其中包含许多有趣的 RNG - 都非常容易实现。

http://www.cse.yorku.ca/~oz/marsaglia-rng.html

它们可能与 Mersenne twister 不太匹配，但我已经很好地利用了其中的几个，它们肯定优于一些默认的 rand() 实现。它们通过了随机性的 DIEHARD 测试，其中包含的最大周期生成器的周期 > 2^7700，并且只需要几行即可实现。

【参考方案5】：

Mark A. Overton 于 2011 年 5 月 24 日在Dr. Dobbs 上发表了一篇关于相当简单但高质量的 RNG 的好文章

【参考方案6】：

增加随机性和周期的简单方法：

public class Random2 

    private static int LEN = 64;
    private final int[] buf = new int[LEN];
    private Random r;
    private final int maxInt = 1 << 10;

    public Random2() 
        r = new Random();
        for (int i = 0; i < LEN; i++)
            buf[i] = r.nextInt(maxInt);
    

    public int nextInt() 
        int i = r.nextInt(LEN);
        int x = buf[i];
        buf[i] = r.nextInt(maxInt);
        return x;