从 rand2() 生成 N 个随机数答案

【问题标题】：Generating N random numbers from rand2()从 rand2() 生成 N 个随机数
【发布时间】：2019-06-28 00:49:54
【问题描述】：

以下randn 函数用于生成随机数，但我想知道它是如何工作的。那里的循环中发生了什么，它如何影响生成的随机值？

int rand2() {
    return rand() & 1;
}

int randn(int N) {
    int add = 0;
    int ref = 1;
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        add = add + rand2() * ref;
        ref = ref * 2;
    }
    return add % N;
}

int main() {
    srand(time(NULL));
    printf("%d, ", randn(5));
    return 0;
}

【问题讨论】：

它一次生成一位非常糟糕的随机数。避免它。
当然，但只是想知道它是如何工作的？ :)
问：“它是如何工作的？” 答：不太好。使用int randn(int N) { return rand() % N; } 实际上你会得到更好的结果（和更少的代码）如果你想做正确的工作，检查你的系统是否提供了arc4random_uniform 函数。
问题是我必须使用rand2() 函数作为randn() 的唯一输入，这是一个面试问题
如何正确地完成第二部分，见pcg-random.org/posts/bounded-rands.html

标签： c random

【解决方案1】：

rand2 生成0 或1，因此是随机位生成器。

randn 使用rand2，并以二进制方式执行此操作。因此，输入N 是二进制值的长度，它会为每个数字获取一些随机位。但是这个值在每次迭代结束时都会转换为十进制。

与N = 5;

rand2 返回0、ref=1、add=0（0 二进制）
rand2 返回 1、ref=2、add=2（10 二进制）
rand2 返回 1、ref=4、add=6（110 二进制）
rand2 返回 0、ref=8、add=6（0110 二进制）
rand2 返回 1、ref=16、add=22（10110 二进制）

ref根据数字控制二进制到十进制的转换，其值为ref = 2^i。它在所有迭代中的值表示二进制中各自位置的1 位的值，因此二进制中的place value。当rand2结果为1时，ref值与add的值相加，当rand2结果为0时，ref被忽略，add的值保持不变.

但是最后randn返回add % N，也就是22 % 5 = 2，所以在某种程度上先生成一个二进制长度为N的随机数，然后用同样的长度得到@987654369之间的随机值再次@结果，即范围0 to (N-1)。生成随机数的有点奇怪的方式，结合了随机的按位值生成和通过最终模数将其减少到更小的范围。

【讨论】：