如何使用 rand 函数生成特定范围内的数字？

Question

我想在特定范围内生成随机数，例如“选择 18 到 35 之间的随机数”？如何使用rand() 函数做到这一点？

Answer 1

根据您使用的语言，内置的随机数生成器可能 已经具备这种能力 - 做更多的研究。

假设你的随机数生成器总是返回数字 在某个给定的范围内。只是为了争论，假设范围是 0..65536 但是 在您的示例中，您需要 Low..High, 18..35 范围内的随机数。

错误的做法是这样的：

 r = (rand() % (High - Low + 1)) + Low

rand() 返回一个 0..65536 范围内的数字。除以后取余数 (High - Low + 1) 在本例中为 (35 - 18 + 1 = 18)。结果是一个介于 0..17.为此，您添加 Low (18)，它将结果 r 移动到 18..35 范围内。范围 你正在寻找。

在使用除数的情况下，以这种方式生成的数字不具有均匀分布 获得余数不是由返回的上限的偶数倍 rand() 函数。请参阅Fischer Yates Algorithm - Modulo Bias。 要消除这种偏差，您需要计算小于 rand() 返回但除以 (High - Low + 1) 的最大数字。 在您的情况下是 3640 * 18 = 65520。将其用作数字的高范围过滤器 由 rand() 返回为 如下：

  do forever {
     r = rand()
     if r <= 65520 then {
         r = (r % (High - Low + 1)) + Low
         break
         }
     } 

现在您生成的随机数应该具有与 rand() 相同的分布特征。

Answer 2

如果这是用 C 语言编写的，那么您已经非常接近了。编译这段代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int i;
    for (i = 0; i < 1000000; i++) {
        printf("%d\n", rand()%(35-18+1)+18);
    }
}

在管道中运行它会产生以下输出：

chris@zack:~$ gcc -o test test.c
chris@zack:~$ ./test | sort | uniq -c
  55470 18
  55334 19
  55663 20
  55463 21
  55818 22
  55564 23
  55322 24
  55886 25
  55947 26
  55554 27
  55342 28
  55526 29
  55719 30
  55435 31
  55669 32
  55818 33
  55205 34
  55265 35

关键是你忘了加1——the fencepost error。

您可以将其概括为一个函数：

int random_between(int min, int max) {
    return rand() % (max - min + 1) + min;
}

Answer 3

1. 您只需要整数吗？
2. 您想要均匀分布吗？
3. 是否要将 18 和 35 作为可能的值包含在内？
4. 您希望使用哪种语言？

一般来说，如果 rand() 返回 [0.0 ... 1.0) 中的浮点值 （也就是说，您可能会得到任意接近 1.0 但实际上不是 1 的值） 那么你会想要类似的东西

hi = 36
lo = 18
res = int( (hi-lo)*rand() + lo ) # returns random values in 18..35

请注意，这永远不会真正返回 hi 值 - 因此我有 将其增加 1（即，您将获得从 18 到 35 的所有值，但绝不会是 36）。

希望对您有所帮助。

Answer 4

假设 rand() 给你一个介于 0 和 1.0 之间的数字

然后使用 rand() * (35 - 18) + 18 得到一个介于 18 和 35 之间的随机数。

编辑：你不需要这个模组。