c - C中的偏置随机数生成器函数

Question

尝试在 C 中创建以下函数:

bool randBool(double bias)

随机返回 0 或 1。

让我感到困惑的部分是我想允许用户输入 [-1.0, 1.0] 范围内的“偏差”，这表示输出为 0< 的可能性 或 1。

以下是输入偏差应如何影响函数的几个示例:

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randBool(-1.0) 应该在 100% 的时间内返回 0。

randBool(1.0) 应该在 100% 的时间内返回 1。

randBool(-0.5) 返回 0 的可能性比 1 高 50%。

randBool(0.05) 返回 1 的可能性比 0 高 5%。

randBool(0.0) 返回 0 的可能性并不比 1 高。

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我几乎可以肯定这是一个概率问题，但我对这个话题不太熟悉，所以我对如何实现这个功能感到困惑。

Answer 1

像这样:

bool randBool(double bias) {
    return rand() < ((RAND_MAX + 1.0) * ((bias + 1) / 2));
}

((bias + 1) / 2)部分是获得 [0,1] 范围内的偏差，而不是 [-1,1]。这可以避免，如果 bias参数更改为已在 [0,1] 范围内。

然后将偏差定义为返回 1 的概率。与:

• 0.0 (对应于你的偏见-1.0):全零
• 0.25 (对应于你的偏见 -0.5 ):25% 1，75% 0
• 0.5 (对应于你的偏见 0.0 ):即使是 1 和 0 的混合
• 0.525 (对应于你的偏见 0.05 ):52.5% 1，47.5% 0
• 1.0 (对应你的偏见 1.0 ):全部

关于 RAND_MAX 的注释

• 如果 RAND_MAX < INT_MAX , 然后 RAND_MAX + 1可以用来代替 RAND_MAX + 1.0 .

• 如果 RAND_MAX + 1.0不能用 double 表示如果没有四舍五入(引用 Are all integer values perfectly represented as doubles? )，那么所提出的解决方案是不可靠的。
  在此类平台上的一种方法可能是重新调整 rand() 的结果。到可以用 int 表示的范围或 double (取决于您使用的是 RAND_MAX + 1 还是 RAND_MAX + 1.0 )。
  或者，使用不同的随机数生成器(没有这个问题)，考虑到 rand() 的许多低质量实现，这可能是个好主意。在那里。