c - 如何在 C 中获得足以用于统计模拟的伪随机均匀分布整数？

Question

我正在编写蒙特卡罗模拟，并且需要大量随机位来生成均匀分布在 {1,2,...,N} 上的整数，其中 N<40。使用 C 函数的问题在于，使用标准技术rand我会浪费很多非常好的位。rand % N生成整数的更好方法是什么？

我不需要加密安全的随机数，但我不希望它们扭曲我的结果。另外，我不考虑从 random.org 下载一批位作为解决方案。

Answer 1

rand % N不工作；它会扭曲您的结果，除非RAND_MAX + 1是N.

正确的方法是找出N小于的最大倍数RAND_MAX，然后生成随机数，直到小于该值。只有这样你才应该做模运算。这为您提供了 50% 的最坏情况拒绝率。

Answer 2

除了奥利的回答：

如果您非常关心位，那么您可以手动管理一个位队列，只检索下一个数字所需的数量（即上（log2（n）））。

但你应该确保你的发电机足够好。简单的线性同余（sp？）生成器在较高位上比较低位更好（请参阅注释），因此您当前的模块化除法方法在那里更有意义。

numeric recipes 在这方面有一个非常好的部分，并且非常容易阅读（不确定它是否提到了保存位，但作为一般参考）。

如果您不确定是否需要更新，我现在不会担心这个（除非您从了解您的特定背景的人那里得到更好的建议）。

Answer 3

以 base40表示rand，并将数字作为数字。删除任何不完整的数字，也就是说，如果第一个数字没有完整范围 [0..39]，则删除第一个数字，如果第一个数字取其最高可能值，则删除整个随机数（例如，如果 RAND_MAX 是 base40 是21 23 05 06，删除所有具有最高基数 40 位 21) 的数字。