为啥这些随机数会慢慢趋向负值？

Posted 2023-04-12

【中文标题】为啥这些随机数会慢慢趋向负值？

【英文标题】：Why are these Random Numbers slowly gravitating towards a negative value?为什么这些随机数会慢慢趋向负值？

【发布时间】：2013-02-28 05:19:24

【问题描述】：

该程序应该执行以下操作：

初始化值网格，“ActualGridValues”，（X 行 X Y 列）等于 0。 创建另一个值网格，“RandomGridValues”，（X 行 X Y 列），将网格中的每个单元格定义为等于 -Z 到 Z 范围内的 N 个随机数的平均值。 将 RandomGridValues 中的数字添加到 ActualGridValues 中的相应单元格。 对于 ActualGridValues 中的每个单元格，它还会添加相邻单元格的值。 无限重复步骤 2-4。

结果是随机结构在网格内合并。高正值的分组会影响附近的单元格并导致它们偏高，而低负值的分组会做同样的事情但偏低。

所有单元格中所有值的和积应该为零。尽管存在高偏态和低偏态数的局部组，但在足够大的样本量下，所有单元格的总数应该为零。

问题在于，在 1000 次迭代之后，这些值始终为负数。你有结构和本地化的高点和低点，但总值总是偏向负数。 （这意味着随着时间的推移，整个网格变得只有负数）。

每次运行模拟时，值都会出现负偏斜。有什么想法吗？

编辑：我已将问题归结为以下功能。 RandomGridValue 中所有数字的平均值几乎总是为负。

//For every cell value, this function generates a string of random numbers between -RandMax/2 and +RandMax/2. It then takes the average of all of these numbers. It assigns that value to a cell in the RandomGridValue array. 

function AddChaos() 
     for (var l = 0; l < GridX; l++) 
         for (var m = 0; m < GridY; m++) 
             var RandomGrid = 0;
             for (var n = 0; n < RandNums; n++) 
                 RandomGrid = RandomGrid + Math.random() * RandMax * 2 - RandMax;
             
             RandomGridValue[l][m] = RandomGrid / RandNums;
         
     
   

【问题讨论】：

我发现这个问题很有趣，所以我粗略地搜索了一下，发现了这个：***.com/questions/3956478/understanding-randomness。似乎将随机数相乘可能会给结果带来偏差。我认为这值得研究。那篇文章是关于将两个随机数相乘，而在您的代码中看起来您只是在缩放它，所以我不确定它是否会产生完全相同的效果。这是另一个帖子：***.com/questions/11383242/…。

这种偏差正是这个程序想要捕捉的。但是，它应该使分布偏向 两个 端点，而不是一个特定的端点。

如果你想对 [-RandMax,RandMax] 中的 #RandNums 随机值求和，你需要这样做 RandomGrid += (Math.random()*RandMax - 2*RandMax); - 否则你要么得到所有正值，要么得到所有负值，具体取决于RandMax的标志

@user2161457 我以为您试图消除结果中的偏差。我提供了这些链接，以便您了解是什么导致偏斜，从而避免偏斜。

@AaronBlenkush 好吧，我正在努力避免单向偏向一个标志。应该发生的是双向倾斜，其中 50% 的值是“RandMax/2”，50% 的值是“-RandMax/2”，平均值为 0。正在发生的事情是我们看到的更多“-RandMax/2”

【参考方案1】：

由于 javascript 实现的浮点标准，用十进制值进行算术运算至少可以说是错误的......

一种解决方法是通过乘以 100 将小数转换为整数，然后进行数学运算然后除以 100。

这只有在您最多有 2 位小数时才有效。如果您需要比这更高的精度，我建议您使用 Javascript 以外的语言作为该部分。

【讨论】：

好答案。我不需要超过 2 位小数的精度。我会试试这个，看看它是否能解决它。