什么是最好的方式产生随机的双在POSIX?

Question

我想得到 均匀分布 在范围[0.0,1.0)

如果可能的话，请让执行使用随机的字节 /dev/urandom.

这也将是好的，如果你的溶液 线安全.如果你不肯定的，请说明。

看看 一些解决方案 我以为关于后阅读其他的答案。

Answer 1

这似乎是非常好的方式：

<代码>

unsigned short int r1, r2, r3;
// let r1, r2 and r3 hold random values
double result = ldexp(r1, -48) + ldexp(r2, -32) + ldexp(r3, -16);

这是基于NetBSD的drand48实现。

Answer 2

简单的:一双有52位精度假如IEEE。所以产生有52位(或更大)的未签名的随机的整数(例如通过阅读字节dev/urandom)，将其转换成一个双除2^(比特数，它是)。

这给数分布均匀(在于，该概率的价值在一定范围内是成比例的范围内)下，第52二进制数字。

复杂的:然而，有很多双值的范围[0,1)其上述无法产生。具体来说，一半的价值观的范围[0,0.5)(那些有他们最重要的位置)可能不会发生。四分之三的价值观的范围[0,0.25)(那些已经或者他们至少2位置)可能不会发生，等等，所有的方法只有一个积极的价值不少于2^在-5 1是可能的，尽管有一双能够代表squillions这种价值观。所以它不能说是真正统一的跨规定范围内以全面的精确度。

当然，我们不想选择其中之一倍与平等的概率，因为那时所得到的数字将上的平均值可能太小。我们仍然需要该概率的结果是在一定范围内是成比例的范围内，但具有较高的精确度在什么范围的工作。

我 想想 以下工作的。我没有特别研究或测试了这个算法(正如你可能会告诉你的方式有没有代码)，而且就个人而言我不会用它没有找到适当的参考文献，表示它是有效的。但这里所说的:

• 开始指数在52和选择52位的随机unsigned integer(假设的52位的尾数).
• 如果最重要的位整数为0，增加指数一个，移的整数留下的一个，并填写的最低位在一个新的随机的位。
• 重复，直到你撞到1中最重要的地方，或他人的指数变得太大了，你的双(1023.或者可能1022).
• 如果你找到了一个1,把你的价值的2^指数。如果你得到了所有零，返回0(我知道，这实际上不是一种特殊的情况，但它担负着重强调如何以非常不可能的一个0回报[编辑：实际上它可能是一种特殊的情况-这取决于你是否不想产生denorms.如果没有，那么，一旦你有足够的0s在一排，你丢弃什么离开和返回0。但在实践中，这是因此不太可能，因为可以忽略不计，除非随机源码不是随机).

我不知道是否实际上有任何实际用于这样的一个随机的双重、头脑。你定义的随机应取决于一定程度上什么用的.但如果你可以从中受益的所有52个其重要的位是随机的，这实际上可能是有帮助的。

Answer 3

从文件中读取是线程安全的AFAIK，因此使用fopen（）从/ dev / urandom读取将产生“真正随机”的字节。

虽然可能存在潜在的问题，但是将任何一组这样的字节作为整数访问，除以该大小的最大整数，将产生一个介于0和1之间的浮点值，大约是该分布。

例如：

FILE* f = fopen("/dev/urandom", "r");
int32_t int;
fread(&int, sizeof(int32_t), 1, f);
fclose(f);
double theRandomValue = int / (double) (2 ** 32 - 1);

Answer 4

诀窍是你需要一个符合你要求的54位随机数发生器。几行代码用一个联合来粘贴尾数中的54位，你有你的号码。诀窍不是双重浮动技巧是你想要的随机发生器。

Answer 5

#include <stdlib.h>
printf("%f\n", drand48());

的/ dev /随机：

double c;
fd = open("/dev/random", O_RDONLY);
unsigned int a, b;
read(fd, &a, sizeof(a));
read(fd, &b, sizeof(b));
if (a > b)
   c = fabs((double)b / (double)a);
else
    c = fabs((double)a / (double)b);

c是你的随机值

Answer 6

/ dev / urandom不是POSIX，通常不可用。

在[0,1]中均匀生成double的标准方法是生成[0,2 ^ N]范围内的整数并除以2 ^ N.因此，选择您最喜欢的随机数生成器并使用它。对于模拟，我的是 Mersenne Twister ，因为它非常快，但仍然没有很好的相关性。实际上，它可以为你做到这一点，甚至有一个版本可以为较小的数字提供更高的精度。通常，您可以给它一个种子，这有助于重复调试或向其他人展示您的结果。当然，如果没有指定，你可以让代码从/ dev / urandom中获取一个随机数作为种子。

出于加密目的，您应该使用其中一个标准加密库，例如 openssl ）在可用时确实会使用/ dev / urandom。

至于线程安全，大多数都不会，至少使用标准接口，所以你需要在顶层构建一个层，或者只在一个线程中使用它们。线程安全的那些让你提供他们修改的状态，这样你就可以有效地运行多个不相互作用的随机数生成器，这可能不是你想要的。