C/C++产生随机数

<一>

C/C++如何产生随机数:这里要用到的是rand()函数, srand()函数,C语言/C++里没有自带的random(int number)函数。
(1)  假设你仅仅要产生随机数而不须要设定范围的话,你仅仅要用rand()就能够了:rand()会返回一随机数值, 范围在0至RAND_MAX 间。RAND_MAX定义在stdlib.h, 其值为2147483647。
比如:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
       for(int i=0;i<10;i+)
             printf("%d/n",rand());
}

(2)  假设你要随机生成一个在一定范围的数,你能够在宏定义中定义一个random(int number)函数,然后在main()里面直接调用random()函数:

比如:随机生成10个0~100的数:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define random(x) (rand()%x)

void main()
{
     for(int x=0;x<10;x++)
           printf("%d/n",random(100));
}

 

(3)可是上面两个样例所生成的随机数都仅仅能是一次性的,假设你第二次执行的时候输出结果仍和第一次一样。这与srand()函数有关。srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。在调用rand()函数产生随机数前,必须先利用srand()设好随机数种子(seed), 假设未设随机数种子, rand()在调用时会自己主动设随机数种子为1。上面的两个样例就是由于没有设置随机数种子,每次随机数种子都自己主动设成同样值1 ,进而导致rand()所产生的随机数值都一样。

srand()函数定义 : void srand (unsigned int seed);
通常能够利用geypid()或time(0)的返回值来当做seed
假设你用time(0)的话,要增加头文件#include<time.h>

比如:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define random(x) (rand()%x)

void main()
{

     srand((int)time(0));
     for(int x=0;x<10;x++)
           printf("%d/n",random(100));
}

这样两次执行的结果就会不一样了!!

 

<二>

标准C库中函数rand()能够生成0~RAND_MAX之间的一个随机数,当中RAND_MAX 是stdlib.h 中定义的一个整数,它与系统有关。

rand()函数没有输入參数,直接通过表达式rand()来引用;比如能够用以下的语句来打印两个随机数:

printf("Random numbers are: %i %i/n",rand(),rand());

由于rand()函数是按指定的顺序来产生整数,因此每次运行上面的语句都打印同样的两个值,所以说C语言的随即并非正真意义上的随机。

为了时程序在每次运行时都能生成一个新序列的随机值,我们通常通过为随机数生成器提供一粒新的随机种子。函数srand()(来自stdlib.h)能够为随机数生成器播散种子。仅仅要种子不同rand()函数就会产生不同的随机数序列。srand()称为随机数生成器的初始化器。

例程:

文件名称: rand_srand.c

/* This program generates and prints ten random integers between 1 and RAND_MAX*/

#include <stdio.h>

#includ <stdlib.h>

int main()

{

        usigned int seed;        /*申明初始化器的种子,注意时usigned int 型的*/

        int k;

        pringt("Enter a positive integer seed value: /n");

        scanf("%u",&seed);

        srand(seed);

        printf("Random Numbers are:/n");

        for(k = 1; k <= 10; k++)

        printf("%i",rand());

        printf("/n");

        return 0;

}

你会发现,当你提供的种子同样时,随机数序列也时同样的。并且当种子为1时,与不使用srand()函数时一样的,也就是说rand()函数默认情况下初始化种子值为1;

在stdlib.h 中这两个函数的原型是:

int rand();

void srand (unsigned int);

扩充:

        x = rand()%11; /*产生1~10之间的随机整数*/

        y = rand()%51 - 25; /*产生-25 ~ 25之间的随机整数*/

        z = ((double)rand()/RAND_MAX)*(b-a) + a;/*产生区间[a,b]上的随机数*/

 

<三>

 

1-0:Microsoft VC++产生随机数的原理:

Srand ( )和Rand( )函数。它本质上是利用线性同余法,y=ax+b(mod m)。当中a,b,m都是常数。因此rand的产生决定于x,x被称为Seed。Seed须要程序中设定,普通情况下取系统时间作为种子。它产生的随机数之间的相关性非常小,取值范围是0—32767(int),即双字节(16位数),若用unsigned int 双字节是65535,四字节是4294967295,一般能够满足要求。

1-1: 线性同余法:

?/P>

当中M是模数,A是乘数,C是增量,为初始值,当C=0时,称此算法为乘同余法;若C≠0,则称算法为混合同余法,当C取不为零的适当数值时,有一些长处,但长处并不突出,故常取C=0。模M大小是发生器周期长短的主要标志,常见有M为素数,取A为M的原根,则周期T=M-1。比如:

a=1220703125        

a=32719            (程序中用此组数)   

     a=16807          

代码:

void main( )

{

const int n=100;

double a=32719,m=1,f[n+1],g[n],seed;

m=pow(2,31);

cout<<"设置m值为  "<<m-1<<endl;

cout<<"输入种子"<<endl;  //输入种子

cin>>seed;

f[0]=seed;    

    for(int i=1;i<=n;i++)    //线性同余法生成随机数

      {

         f[i]=fmod((a*f[i-1]),(m-1));

             g[i-1]=f[i]/(m-1);

             cout.setf(ios::fixed);cout.precision(6); //设置输出精度

         cout<<i<<"   "<<"/n"<<g[i-1]<<endl;

      }

}

结果分析:统计数据的平均值为:0.485653

统计数据的方差为:0.320576

 

1-2:人字映射

递推公式

?/P>

就是有名的混沌映射中的“人字映射”或称“帐篷映射”,它的非周期轨道点的分布密度函数:人字映射与线性同余法结合,可产生统计性质优良的均匀随机数。

 for(int i=1;i<=n;i++)    //线性同余法生成随机数

      {

         f[i]=fmod((a*f[i-1]),m);

             if(f[i]<=m/2)     //与人字映射结合生成随机数

             {

                    f[i]=2*f[i];

             }

             else

             {

                    f[i]=2*(m-f[i])+1;

             }

1-3:平方取中法——冯·诺伊曼

1946年前后,由冯·诺伊曼提出,他的办法是去前面的随机数的平方,并抽取中部的数字。比如要生成10位数字,并且先前的值是5772156649,平方后得到33317792380594909201,所下面一个数是7923805949。

for(j=1;j<=n;j++)

      {

             i[j]=i[j-1]*i[j-1];  

        i[j]=i[j]/pow(10,5); 

        i[j]=fmod(i[j],pow(10,10));

        g[j]=i[j]/pow(10,10);

        cout.setf(ios::fixed);cout.precision(6); //设置输出精度

        cout<<j<<'/t'<<g[j]<<endl;

      }

二:随意分布随机数的生成

     利用(0,1)均匀分布的随机数能够产生随意分布的随机数。基本的方法有反函数法,舍选法,离散逼近法,极限近似法和随机变量函数法等。这里主要讨论了反函数法,当然对于详细分布函数能够採用不同的方法。

设随机变量X具有分布函数F(X),则对一个给定的分布函数值,X的值为
                                              

当中inv表示反函数。现如果r是(0,1)均匀分布的随机变量R的一个值,已知R的分布函数为

                              

因此,假设r是R的一个值,则X具有概率

 

也就是说假设 (r1,r2,...,rn)是R的一组值,则对应可得到的一组值

                    

具有分布。从而,假设我们已知分布函数的反函数,我们就能够从(0,1)分布的均匀分布随机数得到所需分布的随机数了。

1-4:指数分布:

指数分布的分布函数为:

x<0时,F(x)=0    ; ,F(x)=1-exp

利用上面所述反函数法,能够求得:  x= ln(1-y),这里最好还是取常数 为1.

for(int j=0;j<n;j++)

       { 

              i=rand()%100;//产生从0-32767的随意一个值

        a[j]=double(i)/double(100); 

          a[j]=-log(a[j]);//  常数大于0,这里取1

          、、、、、、、

1-5:正态分布:

正态分布的概率密度是:

正态分布的分布函数是:

对于正态分布,利用反函数的方法来获取正态分布序列显然是非常麻烦的,牵涉到非常复杂的积分微分运算,同一时候为了方便,我们取,即标准正态分布。因此这里介绍了两种算法:

第一种:

Box和Muller在1958年给出了由均匀分布的随机变量生成正态分布的随机变量的算法。设U1, U2是区间 (0, 1)上均匀分布的随机变量,且相互独立。令  

  X1=sqrt(-2*log(U1)) * cos(2*PI*U2); 

  X2=sqrt(-2*log(U1)) * sin(2*PI*U2);  

那么X1, X2服从N(0,1)分布,且相互独立。

             p=rand()%100;//产生从0-32767的随意一个值

             b[j]=double(p)/double(100);

             a[j]=sqrt(-2*log(a[j]))*cos(2*3.1415926*b[j]);

另外一种:

近似生成标准正态分布,独立同分布的多个随机变量和的分布趋近于正态分布,取k个均匀分布的(0,1)随机变量,,…… ,则它们的和近似服从正态分布。

  实践中,取k=12,(由于D( )=1/12),则新的随机变量y=x1+x2+...+x12-6,能够求出数学期望E(y)=0,方差D(y)=12*1/12=1,因此能够近似描写叙述标准正态分布。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/bhlsheji/p/4369482.html

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/492420.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

应用程序利用ADO对象访问数据库

1、已创建MySQL数据库employeedb&#xff0c;数据库中有如下所示的employeetb表。 2、在使用ADO对象之前&#xff0c;必须在工程的Stdafx.h文件里用直接引入符号#import引入 ADO库文件&#xff0c;以使编译器能够正确编译。代码如下&#xff1a; #import "D:\Program Fil…

人工智能让育种“物美价廉”

预测二元化基因表达量的卷积神经网络模型建立来源&#xff1a;中国科学报自从作物被驯化以来&#xff0c;培育集抗性强、优质、高产等性状为一体的作物品种一直是育种家的梦想。DNA分子结构模型的发现推动了分子生物学的发展&#xff0c;让育种家们能够从基因和分子水平上解码作…

Socket编程应用——开发聊天软件

1、客户端应用程序开发 建立一个基于对话框的MFC应用程序&#xff0c;创建的时候记得勾选【Windows Sockets】&#xff0c;其 他的默认就行。 &#xff08;1&#xff09;、对话框如图所示&#xff1a; &#xff08;2&#xff09;代码如下&#xff1a; // ChatClientDlg.cpp …

SQLServer 事物与索引

SqlServer 事物与索引 分享by:授客 QQ&#xff1a;1033553122 详情点击百度网盘分享链接&#xff1a; SqlServer 事物与索引.ppt转载于:https://www.cnblogs.com/shouke/p/10157897.html

MFC中给单文档程序添加背景图片

1、在OnDraw函数中修改如下&#xff1a; void CBitmapView::OnDraw(CDC* pDC) {CBitmapDoc* pDoc GetDocument();ASSERT_VALID(pDoc);// TODO: add draw code for native data hereCBitmap bitmap; //位图类对象bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1); //从资源中装载入位图CDC dc…

java实现 阿拉伯数字转换为汉字数字 算法

package test;public class NumberFormatTest {static String[] units { "", "十", "百", "千", "万", "十万", "百万", "千万", "亿","十亿", "百亿", &quo…

详解|清华大学100页PPT:工业机器人技术详解

来源&#xff1a;清华大学未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能&#xff0c;互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括&#xff1a;建立AI智能系统智商评测体系&#xff0c;开展世界人工智能智商评测&#xff1b;开展互联网&#…

2019年,中国要推进这70个工程项目

来源&#xff1a;人民日报客户端摘要&#xff1a;近日&#xff0c;《关于2018年国民经济和社会发展计划执行情况与2019年国民经济和社会发展计划草案的报告》正式发布。报告详尽地对2019年我国经济社会的发展做出了安排。围绕基础设施建设、创新发展、社会民生、生态治理、文化…

判断101-200之间有多少个素数,并输出所有素数。

1、代码如下&#xff1a; // test.cpp : Defines the entry point for the console application. // /* 判断101-200之间有多少个素数&#xff0c;并输出所有素数。*/ #include "stdafx.h" #include <iostream> #include <cmath> using namespace std;in…

Matlab diag的用法

X diag(v,k) 以向量v的元素作为矩阵X的第k条对角线元素,当k0时,v为X的主对角线&#xff1b;当k>0时,v为上方第k条对角线 几个例子&#xff1a; 当k> v[1 2 3]; >> xdiag(v,-1) x 0 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 v[1]; xdiag(v,0) x 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 …

输入一个十进制数,转化为二进制

1、代码如下&#xff1a; // test.cpp : Defines the entry point for the console application. // /* 输入一个十进制数&#xff0c;转化为二进制。*/ #include "stdafx.h" #include <iostream> using namespace std;int main(int argc, char* argv[]) {cout…

超越“机器人三定律” 人工智能期待新伦理

来源&#xff1a;新华网人工智能的伦理原则近来备受关注。联合国教科文组织总干事阿祖莱在3月初举行的“推动人性化人工智能全球会议”上就表示&#xff0c;目前还没有适用于所有人工智能开发和应用的国际伦理规范框架。对于科幻作家阿西莫夫上世纪设计、防止机器人失控的著名“…

volatile关键字及编译器指令乱序总结

本文简单介绍volatile关键字的使用&#xff0c;进而引出编译期间内存乱序的问题&#xff0c;并介绍了有效防止编译器内存乱序所带来的问题的解决方法&#xff0c;文中简单提了下CPU指令乱序的现象&#xff0c;但并没有深入讨论。 以下是我搭建的博客地址&#xff1a; http…

求5阶矩阵其对角线上所有元素之和

1、代码如下&#xff1a; // test.cpp : Defines the entry point for the console application. // /* 输入一个5*5的矩阵&#xff0c;然后输出其对角线上所有元素之和。 当求N阶矩阵其对角线上所有元素之和时&#xff0c;只要把以下程序中所有的5改成N,4改成N-1即可。*/ #inc…

DARPA“终身学习机器”项目取得重大进展

来源&#xff1a;DARPA网站2019年3月&#xff0c;美国防高级研究计划局&#xff08;DARPA&#xff09;“终身学习机器”&#xff08;L2M&#xff09;项目研究人员在《自然机器智能》杂志发表了其有关人工智能算法的研究结果&#xff0c;介绍了一种由类似动物肌腱驱动的人工智能…

php内核一 一次请求与结束

php开始 到 结束 有两个阶段 请求开始之间的初始化阶段  请求之后的结束处理阶段开始阶段&#xff1a; 模块初始化 模块激活模块初始化&#xff1a; 在整个SAPI生命周期内&#xff0c;只执行一次&#xff08;apache服务器启动的整个声明周期内或者是命令…

运行Qt程序的一些注意事项

一、脱离开发环境运行Qt程序的话&#xff0c;会出现丢失动态链接库的现 象。解决办法有以下两种&#xff1a; 1、把提示丢失的链接库添加到相应的应用程序下即可。&#xff08;比较麻烦&#xff09; 2、把F:\QT\5.7\mingw53_32\bin添加到系统的环境变量中去。&#xff08;最简…

《自然》,工程学突破!仿生物细胞群体机器人问世

来源&#xff1a;科技日报摘要&#xff1a;北京3月20日&#xff0c;英国《自然》杂志20日发表了一项工程学最新突破&#xff1a;美国科学家团队研发了一种能模拟生物细胞集体迁移的机器人&#xff0c;可实现移动、搬运物体及向光刺激移动。北京3月20日&#xff0c;英国《自然》…

【原创】我所理解的自动更新-外网web服务器配置

ClientDownload和ClientUpdate共享渠道配置信息: channel-0.php //以appstore的渠道为例 1 <?php 2 define(APPNAME, TOKENAPPNAME);//应用版本号3 define(SERVER_MAJOR_VERSION, TOKENMAJORVER);//最新应用版本号4 define(SERVER_MAJOR_VERSION_TXT, TOKEN…

白宫启动AI.GOV计划,呼吁各界携手共同推进AI发展

来源&#xff1a;网络大数据摘要&#xff1a;近日&#xff0c;白宫启动了 ai.gov 计划&#xff0c;列出了特朗普政府与美国联邦机构采取的一系列人工智能举措&#xff0c;如美国国立卫生研究院(NIH)利用 AI 展开的生物医学研究项目以及美国交通部近期发布的关于自动驾驶汽车的报…