写在最前面。我有一个朋友，一个女程序员，她的业余爱好是写小说，我看着她的小说里栩栩如生的人物觉得很了不起，她的脑子里可以想这么多好玩的人和事，于是我问，你为什么写小说啊，她只是简单的回答，我只是想写点很好的东西。我写不来那些，但我也希望我写的东西很好，我尽全力。 这篇由几个帖子引出，也是一直争论的焦点，std::rand()的性能怎样，随机数如何才算‘随机’，随机数如何检验。 它们是： http://www.programfan.com/club/post-273908.htmlhttp://www.programfan.com/club/post-274446.html 1 随机数的应用 随机数应用在哪些方面？std::rand()有什么用？统计学在生产活动中有着非常广泛的应用，它深刻地影响到了科学界和人们的生活。工厂的产品检验，人口的普查，国家还有专门的统计局，资源能源等，几乎都离不开统计学。科学界，决策论，贝叶斯决策已经形成独立的理论，随机过程，计算机模拟，计算机访真，还有密码学，都是随着现代概率论和统计学的成熟而发展起来的一大批科学。 就计算机中的随机数来说，主要用处有2个：1，用于抽样的编号。这也是最原始和最主要的用途了，在没有计算机之前，人们是用随机数表来进行抽样的，做一个足够大的表，表中的数据是通过物理过程模拟得到，比如丢色子。比如，医学上有一种随机数表，叫乱数表，它是一个n*n的矩阵，每一个格子中填一个数字0-9，数字是混乱的，医学实验时，是这样得到随机数序列的，手指随便一指，指到一个格子，然后随机选一个方向，比如向右，然后延着这个方向读几个数字，组成随机数，然后将它平移到需要的范围内，比如，你要[0，150]的随机数，你得到的数字是378，那进行平移,378-150-150=78，就是78这个数。2，用于计算机模拟。比如统计计算中形成的一大类计算方法，蒙特卡罗方法，就是一种随机计算方法。比如，模拟退火算法中，会按当前温度和邻解和当前解的目标值差计算出一个概率值p，然后依这个概率p接受或者拒绝这个邻解，如果p=0.5，那就有一半的机会接受。再比如，遗传算法中的交叉概率和变异概率，都需要用到随机数来进行模拟。 2 随机数的经典产生 std::rand()算是比较经典的产生了。计算机产生之后，一开始只是将随机数表搬计算机的存储器，而本质上和原来没有改变，之后才形成了更好的方法，通过一些方法可以得到一个伪随机序列，它是一个周期序列，像x1,x2,...xn,x1,x2,...，它的周期是T，同时再给出一些种子值s1,s2,...sn,s1,s2,...如果当前种子值是si那产生的随机值一定是xi，这个序列是确定的，就像一个很大的随机数表，我们只要随机给个种子值，就可以从中得到一小段很好的随机子序列，而这个种子我们常用当前系统时间来得到。因为你让程序跑起来的时间是变化的，所以给人的假相就是，它像真的随机了！ 以下是一种实现： /****rand.c - random number generator** Copyright (c) 1985-1997, Microsoft Corporation. All rights reserved.**Purpose:* defines rand(), srand() - random number generator********************************************************************************/ #include <cruntime.h>#include <mtdll.h>#include <stddef.h>#include <stdlib.h> #ifndef _MTstatic long holdrand = 1L;#endif /* _MT */ /****void srand(seed) - seed the random number generator**Purpose:* Seeds the random number generator with the int given. Adapted from the* BASIC random number generator.**Entry:* unsigned seed - seed to seed rand # generator with**Exit:* None.**Exceptions:********************************************************************************/ void __cdecl srand ( unsigned int seed ){#ifdef _MT _getptd()->_holdrand = (unsigned long)seed; #else /* _MT */ holdrand = (long)seed;#endif /* _MT */} /****int rand() - returns a random number**Purpose:* returns a pseudo-random number 0 through 32767.**Entry:* None.**Exit:* Returns a pseudo-random number 0 through 32767.**Exceptions:********************************************************************************/ int __cdecl rand ( void ){#ifdef _MT _ptiddata ptd = _getptd(); return( ((ptd->_holdrand = ptd->_holdrand * 214013L + 2531011L) >> 16) & 0x7fff ); #else /* _MT */ return(((holdrand = holdrand * 214013L + 2531011L) >> 16) & 0x7fff);#endif /* _MT */} [VC6中的版本] 种子值的递推式是： seed = seed *214013L+2531011L 返回值和种子值的关系是： return = (seed>>16) & 0x7fff 即取seed的高16位。随机数的其它产生方法可以查阅统计计算方面的书籍，而接下来讨论的重点是，如何检验随机数。 [未完待续]
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