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快速生成随机数算法

发布时间:2022-08-02 10:46:34

1. 如何产生正态分布的随机数

这个要看你的具体需求,有几种方法可以推荐。


首先最简单:rejection sampling,思维方式非常简单,容易实现,但效率很差更复杂:逆提供,直接使用累积分布函数的逆函数(CDF)生成随机数,但涉及更复杂的计算误差函数的小块土地(非初等函数)更好:盒子-穆勒算法,生成在很长一段时间的正态分布随机数的“标准”算法。


所以不管是那种算法,都需要你去花些功夫来了解一下,是不是适合自己,是不是适合去解决现在自己正在面临的问题,毕竟别的经验都只是一些参考。在自己的实践中逐步去发现自己的问题,找到最适合自己的很重要

2. 怎样在C#中产生随机数

.net.Frameword中提供了一个专门产生随机数的类System.Random,此类默认情况下已被导入,编程过程中可以直接使用。我们知道,计算机并不能产生完全随机的数字,它生成的数字被称为伪随机数,它是以相同的概率从一组有限的数字中选取的,所选的数字并不具有完全的随机性,但就实用而言,其随机程度已经足够了。
可以用以下两种方法初始化一个随机数发生器;
函数是这样用,比如100至999的随机数
Random ran=new Random();
int RandKey=ran.Next(100,999);

不过这样会有重复,可以给Random一个系统时间做为参数,以此产生随机数,就不会重复了
第一种方法不指定随机种子,系统自动选取当前时前作随机种子:
Random ra=new Random();

第二种方法是指定一个int型的参数作为随机种子:
int iSeed=6;
Random ra=new Random(iSeed);
下面我们要用到Random.Next()方法产生随机数。
ra.Next();

它返回一个大于或等于零而小于2,147,483,647的数,这并不满足我们的需要,下面我们介绍它的重载函数和其它一些方法。
public virtual int Next(int);

用法:ra.next(20)
返回一个小于所指定最大值(此处为20)的正随机数。
public virtual int Next(int minValue, int maxValue);

用法:ra.next(1,20)
返回一个指定范围内(此处为1-20之间)的随机数,我们在下面的实例中会用到此函数。
类System.Random还有几个方法分别是:
公共方法:
NextBytes用随机数填充指定字节数组的元素。
NextDouble返回一个介于 0.0 和 1.0 之间的随机数。
受保护的方法:
Sample返回一个介于 0.0 和 1.0 之间的随机数,只允许子类对象访问。
以上介绍了随机数的基本用法,下面我们用一个实例来做更进一步的介绍。要在一段数字区间内随机生成若干个互不相同的随机数,比如在从1到20间随机生成6个互不相同的整数。
主要是下面两个函数getRandomNum与getNum:

public int[] getRandomNum(int num,int minValue,int maxValue)
{
Random ra=new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));
int[] arrNum=new int[num];
int tmp=0;
for (int i=0;i<=num-1;i ){
tmp=ra.Next(minValue,maxValue); //随机取数
arrNum[i]=getNum(arrNum,tmp,minValue,maxValue,ra); //取出值赋到数组中
}
return arrNum;
}

getRandomNum即是在区间[minValue,maxValue]取出num个互不相同的随机数,返回的数组包含着结果。
其中随机数是这样创建的 Random ra=new Random(unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));为什么不用Random ra=new Random();(系统自动选取当前时前作随机种子)

用系统时间做随机种子并不保险,如果应用程序在一个较快的计算机上运行,则该计算机的系统时钟可能没有时间在此构造函数的调用之间进行更改,Random 的不同实例的种子值可能相同。这种情况下,我们就需要另外的算法来保证产生的数字的随机性。所以为了保证产生的随机数足够"随机",我们不得不使用复杂一点的方法来获得随机种子。在上面的这段程序中,我们首先使用系统时间作为随机种子,然后将上一次产生的随机数跟循环变量和一个与系统时间有关的整型参数相乘,以之作为随机种子,从而得到了每次都不同的随机种子,保证了产生足够"随机"的随机数。

函数getNum是一递归,用它来检测生成的随机数是否有重复,如果取出来的数字和已取得的数字有重复就重新随机获取。值得注意的是要用一同一个随机数实例生成,所以ra要作为参数传入getNum中,否则生成的数字会有重复。

public int getNum(int[] arrNum,int tmp,int minValue,int maxValue,Random ra){
int n=0;
while (n<=arrNum.Length-1)
{
if (arrNum[n]==tmp) //利用循环判断是否有重复
{
tmp=ra.Next(minValue,maxValue); //重新随机获取。
getNum(arrNum,tmp,minValue,maxValue,ra);//递归:如果取出来的数字和已取得的数字有重复就重新随机获取。
}
n ;
}
return tmp;
}

最后就是要显示出来,当点击一个button时取出的数字显示在一个label中。

private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
int[] arr=getRandomNum(6,1,20); //从1至20中取出6个互不相同的随机数
int i=0;
string temp="";
while (i<=arr.Length-1){
temp =arr[i].ToString() " ";
i ;
}
label1.Text=temp; //显示在label1中
}

3. C语言怎样产生一定范围的随机数

编译环境为:vs2013
产生1到3的整型随机数的代码如下:
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#define max 3 //这个函数的意义为:随机生成最大的数为3
#define min 1 //这个函数的意义为:随机生成最小的数为1
int main()
{
int num;
srand(time(0));
num = rand() % (max - min) + min; // 这里的意义,“%”为模运算
printf("随机数为:%d ", num);
system("pause"); //这个代码可以让弹出的黑框不会一下就消失
return 0;
}

(3)快速生成随机数算法扩展阅读:

根据密码学原理,随机数的随机性检验可以分为三个标准:

条件一、统计学伪随机性。统计学伪随机性指的是在给定的随机比特流样本中,1的数量大致等于0的数量,同理,“10”“01”“00”“11”四者数量大致相等。类似的标准被称为统计学随机性。满足这类要求的数字在人类“一眼看上去”是随机的。

条件二、密码学安全伪随机性。其定义为,给定随机样本的一部分和随机算法,不能有效的演算出随机样本的剩余部分。

条件三、真随机性。其定义为随机样本不可重现。实际上只要给定边界条件,真随机数并不存在,可是如果产生一个真随机数样本的边界条件十分复杂且难以捕捉(比如计算机当地的本底辐射波动值),可以认为用这个方法演算出来了真随机数。

随机数分为三类:

①伪随机数:满足第一个条件的随机数。

②密码学安全的伪随机数:同时满足前两个条件的随机数。可以通过密码学安全伪随机数生成器

计算得出。

③真随机数:同时满足三个条件的随机数。



4. 谁知道数据库中怎样产生随机数

公式:(上限-下限+1)* rand() -下限

介绍:John von Neumann说:Any one who considers arithmetical methods of procing random digits is , of course, in a state of sin.

所以,在讨论算法实现随机数的时候,总是说“伪随机数”。

现在,应用最广的随机数生成算法是由Derrick Henry Lehmer1951年给出的线性同余法:

Xn+1 = ( aXn + c ) mod m, n>=0.

在上一篇伪随机数的论述中,并没有给出X0, a, c, m的取值规则,只是给出了ANSI C和Microsoft Visual C++的实现。

在这儿我们可以自己先思考一下,我们期望从上式中得到的随机数应该满足:

1) 上式的输出足够随机,这是最基本的要求;

2) 上式给出尽量多的输出,越接近m个越好(不可能超过m),即周期尽量长,最好为m,这样才能保证上式满足均匀分布(m个数在周期m中各出现一次);

3) 上式的生成速度足够快。

最容易想到的,m的取值为计算机字大小(如2^32或2^64)。

但是这儿有个很严重的问题:Xn低位的随机性很弱。原因如下:

令d|m, 且

Yn = Xn mod d



Yn+1 = ( ( aXn + c ) mod m ) mod d

= ( aYn + c ) mod d

上述表达式的意义即:Yn为Xn低k位(d=2^k),这样的Yn序列形成周期为d甚至更短的同余序列。举例说明:d为2^1时,Yn为Xn的最低位(可假定为1或0),若Yn+1 != Yn,则Yn+2 == Yn必定成立,仅当a、c皆为奇数时Yn、Yn+1将0、1交替,否则,为常数(0或1)。

暂时抛开随机性不管,先找到周期为m的随机序列中的取值规则。

Donald Knuth在The Art of Computer Programming, Volume 2: Seminumerical Algorithms中的3.2.1.2节对m, a, c和X0取值规则的表述:

1) gcd(c, m) = 1. 即c, m互素,再白一点,c, m除1之外没有其他公因子;

2) 任给质数p, p|m ==> p|(a-1). 即m%p==0,则(a-1)%p==0。

3) 4|m ==> 4|(a-1). 即m%4==0,则(a-1)%4==0。

这个证明过程对于我这样的数论基础不是很扎实的搞应用技术的人来说有点难以理解了。有兴趣的话,还是去看3.2.1.2的证明吧:-)。

上面的规则告诉我们,满足了上述规则后,可以保证序列周期为m。对于前面提到的关于随机性的问题,既然Xn低位的随机性比较弱,可以只取Xn的高位作为输出。高位的随机性和统计意义由a, c确定,其取值涉及统计检验,具体的也还是看3.3吧。

这篇文章解决了具有统计意义的随机数的部分理论问题。

PS: 之前曾经BS过Windows Live Writer,当时觉得Writer编辑功能太少,不能直接设定链接文字的字体颜色,知道CSS可以设定之后,又觉得Word 2007编辑的Blog转成html之后太大,而且也知道Word 2007上面是可以设置链接的target为_blank的。现在发现Writer还是很不错的了,原来是可以设定格式的,也可以直接编辑html,而且可以Web预览,链接还可以加入到链接词汇表,挺方便的。

5. 如何产生10万个随机数!快速排序!求教!!!

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define N 50

int cmp1(const void *x,const void *y)
{
return *(int *)x-*(int *) y;
}
int cmp2(const void *x,const void *y)
{
return *(int *)y-*(int *)x;
}
int main()
{
int i,a[N];
srand(time(0));
for(i = 0;i<N;i++)
a[i] = rand();
qsort(a,N,sizeof(int),cmp1);
printf("升序序列:");
for(i = 0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]);
printf("\n");
qsort(a,N,sizeof(int),cmp2);
printf("降序序列:");
for(i = 0;i<N;i++) printf("%d ",a[i]);
printf("\n");
return 0;
}

6. C#如何生成随机不重复的数字

private string RndomStr(int codeLength)
{
//组成字符串的字符集合 0-9数字、大小写字母
string chars = "0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,P,P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y,Z";
string[] charArray = chars.Split(new Char[] { ',' });
string code = "";
int temp = -1;//记录上次随机数值,尽量避避免生产几个一样的随机数
Random rand = new Random();
//采用一个简单的算法以保证生成随机数的不同
for (int i = 1; i < codeLength + 1; i++)
{
if (temp != -1)
{
rand = new Random(i * temp * unchecked((int)DateTime.Now.Ticks));//初始化随机类
}
int t = rand.Next(61);
if (temp == t)
{
return RndomStr(codeLength);//如果获取的随机数重复,则递归调用
}
temp = t;//把本次产生的随机数记录起来
code += charArray[t];//随机数的位数加一
}
return code;
}
//生成随机数字方法
public class RandomHelper
{
/// <summary>
///生成制定位数的随机码(数字)
/// </summary>
/// <param name="length"></param>
/// <returns></returns>
public static string GenerateRandomCode(int length)
{
var result = new StringBuilder();
for (var i = 0; i < length; i++)
{
var r = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());
result.Append(r.Next(0, 10));
}
return result.ToString();
}
}

7. 电脑随机数产生的计算具体方法

实现的方法和详细的操作步骤如下:

1、第一步,为main函数指定一个函数,如下图所示,然后进入下一步。

8. 计算器如何产生随机数

一般计算机的随机数都是伪随机数,以一个真随机数(种子)作为初始条件,然后用一定的算法不停迭代产生随机数,下面介绍两种方法:
一般种子可以以当前的系统时间,这是完全随机的

算法1:平方取中法。
1)将种子设为X0,并mod 10000得到4位数
2)将它平方得到一个8位数(不足8位时前面补0)
3)取中间的4位数可得到下一个4位随机数X1
4)重复1-3步,即可产生多个随机数
这个算法的一个主要缺点是最终它会退化成0,不能继续产生随机数。

算法2:线性同余法
1)将种子设为X0,
2)用一个算法X(n+1)=(a*X(n)+b) mod c产生X(n+1)
一般将c取得很大,可产生0到c-1之间的伪随机数
该算法的一个缺点是会出现循环。

9. 求各种产生随机数的算法

多的很呀!别撤消呀,千万! 不过几乎都是伪随机数。 随机序列的算法 找到了两个算法, 第一个很简单, 但可惜不是随机的, 第二个是典型的伪随机数算法, 可惜要用到2的几百万次方这样巨大的整数, 真痛苦 要是有UNIX上计算密码的源代码就好了 第一种做法: f(k) = (k*F(N-1)) mod F(N)其中, k是一个序列号, 就是要取的那个数的顺序号 F(N)是这样一个序列 F(0) = 0, F(1) = 1, F(N+2) = F(N+1)+F(N) (for N>=0)第二种做法V = ( ( V * 2 ) + B .xor. B ... )(Mod 2^n)N+1 N 0 2V是要取的随机数, B是个种子, n是随机数的最大个数 原来这个问题, 很高难, 不少数学高手都为解决这个问题写了论文, 咳咳, 偶真是个白痴 呵呵, 效果肯定是不错啦, 因为用不到很大的表. 至于应用是这样的, 比如, 你要给每个用户在注册的时候一个ID但有不希望用户在看到自己的ID的时候能知道其他用户的ID, 如果用SEQUENCE来生成ID的话, 一个用户只要把自己的ID减1就能得到其它用户的ID了. 所以要用随机数来做ID, 这样用户很难猜到其他用户的ID了. 当然主要的问题是, 随机数可能重复. 因此希望使用一个随机数做种子用它来确定一组"无规律"的自然数序列, 并且在这个序列中不会出现重复的自然数. 在这里使用的方法生成的序列并不是没有规律的, 只不过这个轨律很难被发现就是了. Xn+1 = (aXn + b) mod c (其中, abc通常是质数)是一种被广泛使用的最简单的随机数发生算法, 有研究表表明这个算法生成的随机数基本上符合统计规律, JAVA, BORLAND C等用的都是这个方法, 一般只要保证第一个种子是真正的随机数就行了, 下面来说一下重复的问题, 上述方法会有可能出现重复, 因为当(aXn + b)有可能是同样的数或者说余数相同的数, 因此要想不重复就得变形 偶想到的方法是 Xn=(a*n + b) mod c n是一个在1到c之间的整数, a*n + b就是一个线性公式了, 且若n不同则a*n + b也不同, 它们除上质数c得到的余数也肯定不同, 因为 若不考虑a和b而只有n的时候, 每次的结果都是n,而线性公式, 只不过移动了这条直线的位置和斜率而已, 每个结果仍然不会相同的, 为了增加不可预计性, 偶又为上面那个公式设计了, 随机数种子, 于是就变成了这个样子 F(N)=(随机数*(N+随机数))MOD 一个质数 这样就能够产生 1到选定质数之间的一个"无规律"的自然数序列了, 只要改变随机数就能改变序列的次序 在应用的时候, 要把随机数种子和最后用到的序列号保存到一个表里, 每此使用的时候取出来算好, 再把序列号更新一下就可以了 具体地说, 就是可以建一个表来保存每个序列的随机数种子, 然后再为这个序列建一个SEQUENCE就行了然后就SELECT MOD(序列控制表.随机数*(SEQ.NEXTVAL+序列控制表.随机数)),序列控制表.质数) FROM 序列控制表 WHERE 序列控制表.序列ID=XX就OK了注意 序列控制表.质数 决定了序列的范围

10. 易语言那种算法取随机数最快

你好,这个问题吧 其实使用易语言自带的 取随机数()就可以了,速度相当的快,这样的一个随机功能,没有必要去比较哪一种速度最快吧。。
还有一种是通过汇编的方式获取随机数,但我觉得还是取随机数() 这个最实用,直接调用!

希望我的回答对你有所帮助!Kiss灬小猪

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