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计算机产生伪随机数的周期是多少算法是什么(计算机伪随机和真随机区别)

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各位老铁们好,相信很多人对计算机产生伪随机数的周期是多少算法是什么都不是特别的了解,因此呢,今天就来为大家分享下关于计算机产生伪随机数的周期是多少算法是什么以及男女随机配对算法的问题知识,还望可以帮助大家,解决大家的一些困惑,下面一起来看看吧!

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为追求真正的随机序列,人们曾采用很多种原始的物理方法用于生成一定范围内满足精度(位数)的均匀分布序列,其缺点在于:速度慢、效率低、需占用大量存储空间且不可重现等。为满足计算机模拟研究的需求,人们转而研究用算法生成模拟各种概率分布的伪随机序列。伪随机数是指用数学递推公式所产生的随机数。从实用的角度看,获取这种数的最简单和最自然的方法是利用计算机语言的函数库提供的随机数发生器。典型情况下,它会输出一个均匀分布在0和1区间内的伪随机变量的值。其中应用的最为广泛、研究最彻底的一个算法即线性同余法。

随机和伪随机 电脑随机数是如何生成的

线性同余法LCG(Linear Congruence Generator)

选取足够大的正整数M和任意自然数n0,a,b,由递推公式:

ni+1=(af(ni)+b)mod M i=0,1,…,M-1

生成的数值序列称为是同余序列。当函数f(n)为线性函数时,即得到线性同余序列:

ni+1=(a*ni+b)mod M i=0,1,…,M-1

以下是线性同余法生成伪随机数的伪代码:

Random(n,m,seed,a,b)

{

r0= seed;

for(i= 1;i<=n;i++)

ri=(a*ri-1+ b) mod m

}

其中种子参数seed可以任意选择,常常将它设为计算机当前的日期或者时间;m是一个较大数,可以把它取为2w,w是计算机的字长;a可以是0.01w和0.99w之间的任何整数。

应用递推公式产生均匀分布随机数时,式中参数n0,a,b,M的选取十分重要。

例如,选取M=10,a=b=n0=7,生成的随机序列为{6,9,0,7,6,9,……},周期为4。

取M=16,a=5,b=3,n0=7,生成的随机序列为{6,1,8,11,10,5,12,15,14,9,0,3,2,13,4,7,6,1……},周期为16。

取M=8,a=5,b=1,n0=1,生成的随机序列为{6,7,4,5,2,3,0,1,6,7……},周期为8。

Visual C++中伪随机数生成机制

用VC产生随机数有两个函数,分别为rand(void)和srand(seed)。rand()产生的随机整数是在0~RAND_MAX之间平均分布的,RAND_MAX是一个常量(定义为:#define RAND_MAX 0x7fff)。它是short型数据的最大值,如果要产生一个浮点型的随机数,可以将rand()/1000.0,这样就得到一个0~32.767之间平均分布的随机浮点数。如果要使得范围大一点,那么可以通过产生几个随机数的线性组合来实现任意范围内的平均分布的随机数。

其用法是先调用srand函数,如

srand((unsigned)time( NULL))

这样可以使得每次产生的随机数序列不同。如果计算伪随机序列的初始数值(称为种子)相同,则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。要解决这个问题,需要在每次产生随机序列前,先指定不同的种子,这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。以time函数值(即当前时间)作为种子数,因为两次调用rand函数的时间通常是不同的,这样就可以保证随机性了。也可以使用srand函数来人为指定种子数分析以下两个程序段,

程序段1:

//包含头文件

void main(){

int count=0;

for(int i=0;i<10;i++){

srand((unsigned)time(NULL));

count++;

cout<<"No"<

//包含头文件

void main(){

int count=0;

srand((unsigned)time(NULL));

for(int i=0;i<10;i++){

count++;

cout<<"No"<

No1=9694 No2=9694 No3=9694 No4=9694 No5=9694

No6=9694 No7=9694 No8=9694 No9=9694 No10=9694

程序段2的运行结果为:

No1=10351 No2=444 No3=11351 No4=3074 No5=21497

No6=30426 No7=6246 No8=24614 No9=22089 No10=21498

可以发现,以上两个程序段由于随机数生成时选择的种子的不同,运行的结果也不一样。rand()函数返回随机数序列中的下一个数(实际上是一个伪随机数序列,序列中的每一个数是由对其前面的数字进行复杂变换得到的)。为了模仿真正的随机性,首先要调用srand()函数给序列设置一个种子。为了更好地满足随机性,使用了时间函数time(),以便取到一个随时间变化的值,使每次运行rand()函数时从srand()函数所得到的种子值不相同。伪随机数生成器将作为"种子"的数当作初始整数传给函数。这粒种子会使这个球(生成伪随机数)一直滚下去。

程序段1中由于将srand()函数放在循环体内,而程序执行的CPU时间较快,调用time函数获取的时间精度却较低(55ms),这样循环体内每次产生随机数用到的种子数都是一样的,因此产生的随机数也是一样的。而程序段2中第1次产生的随机数要用到随机种子,以后的每次产生随机数都是利用递推关系得到的。基于MFC的随机校验码生成

Web应用程序中经常要利用到随机校验码,校验码的主要作用是防止黑客利用工具软件在线破译用户登录密码,校验码、用户名、密码三者配合组成了进入Web应用系统的钥匙。在利用VC开发的基于客户机/浏览器(Client/Server)模式的应用软件系统中,为了防止非法用户入侵系统,通常也要运用随机校验码生成技术。

微信红包的随机算法是怎样实现的

我们在一个20人的群中,自己发红包以及结合其他人发出红包的情况,整合成两轮的数据。每次金额设置都是20块并且有20个,第一轮是发了15次,第二轮是发了19次,总结成表格,然后为了避免突发的数据影响判断,我们将两轮数据杂糅从而生成了其他的三轮数据,一共是五轮数据。罗列如下表,高亮的数据为最佳手气。每一列的数据最早抢到红包的在最底端,越往上越晚抢。

从所有黄色的数值(最佳手气金额)可看出,所有最佳手气值都在平均值*2的前后附近(平均值=总金额/红包总个数,这里平均值=20/20=1),事实上确实如此,可通过微信红包分发算法得到验证,算法具体见后文

然后我们选取部分数据开始制作散点图。横轴为1-20,分别表示抢到红包的人的编号,随递增而越早。也就是20代表最早抢到的人。纵轴为金额。同样的形状颜色的点代表一次发红包,然后我们抓取部分数据显示为散点图,越密集代表该顺序位的用户得到的金额越稳定。散点图如下:

规律一:我们可以看到,所有红包大多数金额分布在0.5到1.5元之间,显示为图中方框所示,大部分点都分布在这个位置。然后是顺序位密集程度的对比,可以发现20、19,也就是最先抢到红包的人,小圆圈所示基本的点都集中在小范围,说明先抢红包的人得到的金额会比较稳定,但同时最佳手气的概率也比较低。大圆圈所示的是极不稳定,飘忽的金额分布,表示越晚抢红包得到的金额会飘忽不稳,但同时,抢到最佳手气等大金额的红包概率也比早抢的高。

根据上面的分析,我们又写了一个过滤计数函数,针对金额的分段的红包个数进行统计:

比如2.0-2.5

得到如下金额分布:

折线图:

规律二:绝大多数的红包的金额都集中在1-1.5,也就是说20块钱发20个红包的金额分布集中在比平均数大一点点的附近,同时较大幅超过平均数金额的红包大大少于低于于平均数的红包数量。

那我们继续扩大数据的规模,将几轮数据的均值和标准差分别做成折线图:

综合上面各个折线图的情况,我们可以得到越早抢红包的标准差越小,越晚抢红包的标准差越大,但同时,由均值和总额可以看出来,越早抢红包的均值往往要更高,红包金额得到最佳手气概率也会相对较小,越晚抢红包的人则得到最佳手气等大手气的概率更大。

为了得到更为趋近规律的曲线和规律,我们决定将两轮真实数据合并起来,然后给出幂函数的趋近线(虚线),如下图:

由于均值受极值波动影响较大,所以我们去除一些因为偶然差产生的极端点(圆圈的点)从而发现是递增的趋势。

规律三:可以很明显的看到,均值是随着抢红包的越晚而缓慢递减,标准差值同时也往上递增,这个趋势结合之前的分析,我们猜想,即标准差越大说明,领取到最大的红包和最小红包的风险越大,也就是说越晚抢标准差越大,对于冒险主义者来讲是最好的,因为他有很大概率获得最大的金额,但也大概率获得最小的红包,风险与收益并存;均值越大,说明每次都拿到一个不大不小的红包,虽然获得最小和最大金额红包的概率很小,但起码不亏本,也就是说越早抢,均值越稳定,这比较适合不喜欢冒险的人。

验证预测结果:

21:24分发送预测结果到另一位同学微信:

随后开始发红包:

结果:

最佳手气为第8个人且金额为1.13

与预测结果一致,规律基本正确!

总结:

(1)最佳手气为1.13块,根据我们推导的预测公式=总额/红包总个数*2*随机数(0-2的double数),也就是说最佳手气在总额/红包总个数*2值的前后附近。这里我们判断在0.8-1.3之间,推断正确

(2)平均值为0.5元,0.5-0.8元的红包有3个,小于0.5的红包有6个,说明大于平均值的红包个数多于小于平均值的个数。与我们的第二点预测完全正确

(3)最佳手气位置:根据我们的散点图发现,最先抢到红包的人,得到的金额会比较稳定,但同时最佳手气的概率也比较低。表示越晚抢红包得到的金额波动较大,但同时抢到最佳手气等大金额的红包概率也比早抢的高。所以我们推断,最佳手气位置在最后20%-30%之间。

微信红包随机分发算法c++模拟:

基本思路:每次抢到一个红包金额等于:红包剩余金额/红包剩余个数*2*随机数(0-1的double型),如果计算的结果小于等于0.01,则取0.01值

主要代码:

double packages[50000];

double Luckiest_money=0;

void getPackage(int remainSize,double remainMoney){

srand((unsigned)time(NULL));

for(int i=0;i

OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。

excel中随机数与伪随机数的产生

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