[编程技术] 如何用一个1-7随机数生成器制作一个1-8随机数生成器?
作者:CC下载站 日期:2022-07-06 00:00:00 浏览:5 分类:编程开发
背景
这要追溯到大四找工作的时候,做面试题,然后有一类关于产生随机数的类型的题目。感觉题目很巧妙,这里整理一下。
这里给出三道题目,希望你看完之后能够豁然开朗,再也不用怕类似的题目。
题目一、如何用一个1-8随机数生成器制作一个1-7随机数生成器?
这是我在知乎上看到的一道题,实际上这道题很简单,从大的随机数制作小的随机数是很简单的。
这种最简单,因为需要生成的随机数是一个子集,所以直接把不在某个范围的去掉就行了。生成的数也是随机的。
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// 先构造一个1-8的随机数生成器,我们使用标准自带的rand函数生成[0,7]然后生成[1,8]
func rand8() int32 {
return 1 + rand.Int31n(8)
}
func rand7() int32 {
var result int32
for {
res := rand8()
if res <= 7 {
result = res
break
}
}
return result
}
扩展
如果是需要制作一个1-3的随机数生成器呢? 当然我们也可以把大于3的都去掉,但是去掉的比例越多,循环的次数就越多,效率也就越差。
所以我们可以小于8的3的整数倍的最大值6。
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func rand7() int32 {
var result int32
for {
res := rand8()
if res <= 6 {
result = res/2 //1-6是随机的,除以一个能整除的数,得到的数也是随机的。
break
}
}
return result
}
题目二、如何用一个1-7随机数生成器制作一个1-8随机数生成器?
题目二、给定能随机生成整数1到5的函数,写出能随机生成整数1到7的函数。
利用随机函数rand()函数生成一个等概率随机生成整数1到5的函数Rand5(),然后根据Rand5()生成Rand7(),代码如下:
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func rand5() int32 {
return 1 + rand.Int31n(5)
}
func rand7() int32 {
var (
n int32
tmp1, tmp2 int32
)
for {
tmp1 = rand5()
tmp2 = rand5()
n = (tmp1-1)*5 + tmp2 //n是可以取1~25的随机数
if n <= 21 {
break
}
}
return 1 + n%7
}
算法的关键就是两次运用rand5()
那我们又是怎么保证结果的每一个数字的随机概率是一样的呢。
很简单:
- (tmp1-1)*5,结果只有5种可能:(0,5,10,15,20), 每个的概率是20%
- tmp2,结果也是5种可能:(1,2,3,4,5),每个的概率是20%
- 我们任选一个数字,比如13,它只有一种构造的可能,那就是10+3,也就是
20%*20%=0.04
这个算法的核心就是 x5,这个5也就是rand5的最大值,它保证了两个随机数的值为任意一个数字的可能性只有一种,可以保证概率的相等性。
我们千万别用两个随机数简单相加,因为相加后,某个数字出现的可能就不只一种了。 比如:rand5+rand5
- 任取一个数字7,可能是2+5,3+4,4+3,5+2,四种可能。概率是6/25=24%
- 任取一个数字10,可能只可能是5+5,一种可能。概率是1/25=4%
题目三、已知rand7() 可以产生 1~7 的7个数(均匀概率),利用rand7() 产生rand10()
解法与上面类似,同样只用两个rand7()生成rand10()即可。各位可以自己试试。 另外,看见一个大牛的方法,似乎比以上更为简单,现贴出代码,供各位欣赏:
其实跟上面的方式类似,只是它是先截取,再计算。把顺序调换了一下。
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int rand10()
{
int temp1;
int temp2;
do
{
temp1 = rand7();
}while(temp1>5);
do
{
temp2 = rand7();
}while(temp2>2);
return temp1+5*(temp2-1);
}
个人觉得两种方法有异曲同工之妙,所以大多数利用一个等概率随机数构造另外一个等概率随机数,只需两次使用概率函数即可。
<全文完>
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