[C++] 使用＜random＞头文件生成均匀分布、正态分布的数据

本文主要是介绍[C++] 使用＜random＞头文件生成均匀分布、正态分布的数据，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、摘要

对于满足指定分布的自由变量，如果无法通过分布函数公式计算得到其期望和方差，可以考虑使用采样法得到其期望、方差值的近似值。在此过程中需要按照特定的分布函数进行随机采样，并统计采样数据，可以使用蒙特卡洛或者接受拒接方法得到满足特定分布的随机变量。本文简要介绍了如何使用C++random头文件中自带的函数得到满足 均匀分布 和 高斯分布的变量 。

二、代码

0. c++中随机数生成的基本步骤

1. 定义随机数生成器对象gen，random.h头文件中包含几个随机数生成器类，包括mt19937、default_random_engine等等。
2. 定义随机数分布对象dis，randome头文件中包含了均匀分布(uniform_int_distribution,uniform_real_distribution)、正态分布(normal_distribution)等等几种常用分布类。
3. 使用dis(gen)产生一个满足dis分布的随机变量。

random头文件中关于随机数生成器、分布类的详细信息请参考cplusplus官网。

1. 均匀分布代码

#include <iostream>
#include <random>
#include <time.h>
using namespace std;
int main() {mt19937 gen((unsigned int) time(nullptr)); // 定义随机数生成器对象gen，使用time(nullptr)作为随机数生成器的种子uniform_real_distribution<double> dis(-1.0, 1.0); // 定义随机数分布器对象dis，为在[-1.0,1.0]区间内的均匀分布for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << dis(gen) << endl;}return 0;
}

输出结果为：

0.946503
0.823232
0.340609
0.634292
-0.499202
0.350881
0.925468
-0.914869
-0.648034
-0.36995

2. 高斯分布代码

#include <iostream>
#include <random>
#include <time.h>
using namespace std;
int main() {mt19937 gen((unsigned int) time(nullptr)); // 定义随机数生成器对象gen，使用time(nullptr)作为随机数生成器的种子normal_distribution<double> dis(0.0, 1.0); // 定义随机数分布器对象dis，期望为0.0，标准差为1.0的正态分布for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << dis(gen) << endl;}return 0;
}

输出结果为：

-0.188695
0.0804475
-0.647262
-0.0837869
0.84727
-0.115599
0.836252
0.821125
-2.17249
2.01725

三、注意事项

读者可能会遇到下面的代码（比如在[C++11]C++11带来的随机数生成器中介绍了这种在linux下的随机数生成方式）：

int main{...random_device rd;mt19937 gen(rd());for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << gen() << endl;}...return 0;
}

该代码在Linux下运行正常，但是在windows下每次运行的结果都相同。比如在我的windows电脑上两次运行的结果都是：

2412496532
3119216746
1495923606
3931352601
26313293
2552602825
3745457912
2213446826
4119067789
4188234190

在[C++11]C++11带来的随机数生成器中讲这是因为在windows下random_device使用的是rand_s，因此本博客中使用time(nullptr)作为种子。

同时[C++11]C++11带来的随机数生成器和c/c++产生随机数这两篇文章写得很好，很有参考价值。

四、参考引用

[1].cplusplus官网
[2].[C++11]C++11带来的随机数生成器
[3].c/c++产生随机数

这篇关于[C++] 使用＜random＞头文件生成均匀分布、正态分布的数据的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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