c - C 中 0 和 1 [0, 1) 之间的归一化随机数分布

Question

我无法保留随机生成的值，这些值通常分布在 0 和 1 之间(包括 0，不包括 1)。我相信算法基本上是正确的，我只是被难住了。任何见解都会很棒。

这些是需要的包含文件:

#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

正态分布的随机数生成函数:

float rand_normal(float mean, float stddev) 
{
    static float n2 = 0.0;
    float x, y, r;
    static int n2_cached = 0;
    if (!n2_cached) 
    {
        do
        {
            x = 2.0*rand()/RAND_MAX - 1;
            y = 2.0*rand()/RAND_MAX - 1;
            r = x*x + y*y;
        } while (r==0.0 || r>1.0);
        float d = sqrt(-2.0*log(r)/r);
        float n1 = x*d;
        float result = n1*stddev + mean;
        n2 = y*d;
        n2_cached = 1;
        return result;
    }
    else
    {
        n2_cached = 0;
        return n2*stddev + mean;
    }
}

主要功能仅用于测试目的。

int main()
{
    srand(time(NULL));
    int i;
    float min = 0.5, max = 0.5, r, avg = 0;
    float x, w;
    int n = 10000000;
    for (i=0; i<n; i++)
    {
        r = rand_normal(0.5, 0.09);
        if (r < min)
            min = r;
        else if ( r>max)
            max = r;
        avg += r;
    }
    avg /= (float)n;
    printf("min = %f\nmax = %f\navg = %f\n", min, max, avg);
    return 0;
}    

如果有人想知道，“植物中的遗传遗传”模拟需要此函数。

Answer 1

为什么您希望结果保持在 0 和 1 之间？高斯分布得到完全支持，因此无论您查看的区间是什么，无论您选择的均值和方差是什么，落在该区间之外的概率总是(可能性非常小)非零。如果出于某种原因你真的想将自己限制在 [0,1]，那么你可以简单地调用 rand_normal 直到你落入那个区间。

另请注意，虽然 Box-Müller(您正在使用的算法)易于实现，但这是生成高斯随机变量的最差且成本最高的方法之一。我所知道的最好和最快的算法是“Ziggurat”方法，可以在以下位置找到它的实现

http://www.seehuhn.de/pages/ziggurat