C++大随机数的问题

发表于:2017-1-12 10:50

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 作者:肥宝游戏    来源:51Testing软件测试网采编

  C++的随机数最大值是RAND_MAX,在头文件中定义。
  在windows平台下的VS是0x7fff,在MacBook的XCode是int的最大值。看来不同的平台是不同的。
  但是windows的是在太他妈小了。
  先上一个平时的随机函数:
int littleRand(int min, int max)
{
//考虑到不同平台下RAND_MAX可能不等于0x7fff,所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX,以免int爆掉
if (min > max)
{
min = max;
}
int randV = rand() % (max - min + 1);
int randResult = min + randV;
return randResult;
}
  想优化一下:想着两个相乘,最大值是1亿,而且都是随机,就应该是均等的。
int bigRand(int min, int max)
{
//考虑到不同平台下RAND_MAX可能不等于0x7fff,所以不能把RAND_MAX*RAND_MAX,以免int爆掉
if (min > max)
{
min = max;
}
int rand1 = rand() % 10000;
int rand2 = rand() % 10000;
int randV = (rand1 * rand2) % (max - min + 1);
int randResult = min + randV;
return randResult;
}
  于是我运行了100万次,生成10以内的随机数,统计一下出现的次数。
int main()
{
srand(time(0));
std::map<int, int> a;
std::map<int, int> b;
for (int i = 0; i < 1000000; i ++)
{
a[bigRand(1, 10)]++;
b[littleRand(1, 10)]++;
}
for (int i = 1; i <= 10; ++ i)
{
cout << i <<": \t"<< a[i] << " \t " << b[i] << endl;
}
return 0;
}
  结果:
  左边的是大随机数的次数,右边的是原来的。
  可以看出,右边的比较正常,基本上是平均的。
  而左边的,明显隔一个就大一点。等于1的特别高。至于怎么产生的我也想不通。
  不过可以想象一下,缩小范围。就随机1和2。
  1和2的概率都是0.5,两个数相乘是4.我们可以得到1-4范围的随机数。
  但是概率明显不是均等的。假如执行两次,1和2都出现
  就可以等到1:1次,2:2次,3:0次,4:1次。
  明显,相乘的肯定是有差别的.
  来,再把小时候妈妈叫我的乘法口诀看一遍。
  std::map<int, int> r;
  for(int i = 0; i < 10; ++i)
  {
  for (int j = 0; j < 10; ++j) {
  r[i * j %10]++;
  }
  }
  for (int i = 0 ; i < 10; ++i) {
  cout << i <<"\t"<< r[i] << endl;
  }
  结果:
  0     27
  1     4
  2     12
  3     4
  4     12
  5     9
  6     12
  7     4
  8     12
  9     4
  那应该怎么搞呢,其实应该用移位的方法。你算出来的数是10进制的话,每次向左移动1为,就是乘以10,例如我上面的代码,
int bigRand(int min, int max)
{
if (min > max)
{
min = max;
}
int rand1 = rand() % 10000;
int rand2 = rand() % 10000;
int randV = (rand1 * 10000 + rand2) % (max - min + 1);//改成这样
int randResult = min + randV;
return randResult;
}
  10000以下和10000以上完全不相干,两次随机不相干。只有这样才能使正确的随机。
  其实就是求模的时候,模式多少,第一次随机就要乘以多少。rand1乘以的是rand2的模。
  百度了一下其他人的随机数。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
unsigned long ulrand(void) {
return (
(((unsigned long)rand()<<24)&0xFF000000ul)
|(((unsigned long)rand()<<12)&0x00FFF000ul)
|(((unsigned long)rand()    )&0x00000FFFul));
}
int i;
unsigned long ul;
void main() {
srand(time(NULL));
for (i=0;i<10;i++) {
ul=ulrand();
printf("%010lu 0x%08x\n",ul,ul);
}
}
  还有这个简单点的:
  int BigRand()
  {
  return RAND_MAX*rand() + rand();
  }
  其实都是通过移位的方式,移出那个随机数的最大值就行。
  不过有个问题要考虑的,就是跨平台问题。不同平台的整形的长度可能不同,RAND_MAX也可能不同。总是移位,可能会出现数组越界。
  所以为了安全起见还是用我写的两个10000最大值的随机数吧。
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