5

请原谅这篇文章令人作呕的愚蠢性质，但我有一个问题要问那些在个人计算机上使用 C++ 和 R 编程的人。

问题：为什么下面两个程序产生的这些随机数不相等，我该如何解决这个问题？

  1. 首先，我怀疑我在 R 程序中误用了local函数和运算符。<<-
  2. 其次，我怀疑这可能是一个浮动精度问题。对我来说，这两个程序有什么不同并不是很明显，所以我不知道如何解决这个问题。

我已经尝试将我在 C++ 中的所有计算转换为double/ float（偶数long double），并使用fmod而不是模运算符%: 再次输出不同的输出，但仍然与 R 中的输出不相似。我不知道它是否有任何重要意义，但我想补充一点，我正在使用 G++ 编译器编译 C++ 代码。

算法：以下算法可用于任何标准个人计算机。建议并行使用三个单词生成器，

  • m k = 171 m k-1 (mod 30269)
  • m' k = 172 m' k-1 (mod 30307)
  • m'' k = 172 m'' k-1 (mod 30323)

并将小数部分用作伪随机数

  • g k = { m k / 30269 + m' k / 30307 + m'' k / 30323}

我使用了初始值m 0 = 5、m' 0 = 11 和m'' 0 = 17。

程序：我在 C++ 中有以下程序：

//: MC:Uniform.cpp
// Generate pseudo random numbers uniformly between 0 and 1
#include <iostream>
#include <math.h> // For using "fmod()"
using namespace std;

float uniform(){
    // A sequence of initial values
    static int x = 5;
    static int y = 11;
    static int z = 17;

    // Some integer arithmetic required
    x = 171 * (x % 177) - 2 * (x / 177);
    y = 172 * (x % 176) - 35 * (y / 176);
    z = 170 * (x % 178) - 63 * (z / 178);

    /* If both operands are nonnegative then the
    remainder is nonnegative; if not, the sign of
    the remainder is implementation-defined. */
    if(x < 0)
        x = x + 30269;
    if(y < 0)
        y = y + 30307;
    if(z < 0)
        z = z + 30323;

    return fmod(x / 30269. + y / 30307. + z / 30323., 1.);
}

int main(){
    // Print 5 random numbers
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        cout << uniform() << ", ";
    }               
}///:~

程序以代码退出并输出以下内容：

0.686912, 0.329174, 0.689649, 0.753722, 0.209394,

我在 R 中也有一个程序，如下所示：

## Generate pseudo random numbers uniformly between 0 and 1
uniform <- local({
    # A sequence of initial values
    x = 5
    y = 11
    z = 17

    # Use the <<- operator to make x, y and z local static 
    # variables in R.
    f <- function(){
        x <<- 171 * (x %% 177) - 2 * (x / 177)
        y <<- 172 * (y %% 176) - 35 * (y / 176)
        z <<- 170 * (z %% 178) - 63 * (z / 178)

        return((x / 30269. + y / 30307. + z / 30323.)%%1.)
    }
})

# Print 5 random numbers
for(i in 1:5){
    print(uniform())
}

该程序也以代码退出并产生输出

[1] 0.1857093
[1] 0.7222047
[1] 0.05103441
[1] 0.7375034
[1] 0.2065817

任何建议表示赞赏，在此先感谢。

4

2 回答 2

5

你的 R 代码中需要更多%/%的 's （整数除法）。请记住，R 中的数值变量默认是浮点数，而不是整数；/使用非整数商进行普通除法也是如此。您还遗漏了处理负面x//的部分y。z

f <- function(){
    x <<- 171 * (x %% 177) - 2 * (x %/% 177)
    y <<- 172 * (y %% 176) - 35 * (y %/% 176)
    z <<- 170 * (z %% 178) - 63 * (z %/% 178)

    if(x < 0)
        x <<- x + 30269;
    if(y < 0)
        y <<- y + 30307;
    if(z < 0)
        z <<- z + 30323;

    return((x / 30269. + y / 30307. + z / 30323.)%%1)
}

进行这些更改后，结果似乎没有任何严重错误。100000 次随机抽取的快速直方图看起来非常均匀，而且我找不到任何自相关。虽然仍然与您的 C++ 结果不匹配....

于 2013-07-16T16:11:10.980 回答
5

您的 C++ 代码中有一个简单的复制/粘贴错误。这个

x = 171 * (x % 177) -  2 * (x / 177);
y = 172 * (x % 176) - 35 * (y / 176);
z = 170 * (x % 178) - 63 * (z / 178);

应该是这个。

x = 171 * (x % 177) -  2 * (x / 177);
y = 172 * (y % 176) - 35 * (y / 176);
z = 170 * (z % 178) - 63 * (z / 178);
于 2013-07-16T16:35:57.067 回答