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84_2 构造一个随机发生器

2018年01月19日 ⁄ 综合 ⁄ 共 996字 ⁄ 字号 评论关闭

2.已知一随机发生器,产生0的概率是p,产生1的概率是1-p,
现在要你构造一个发生器,
使得它构造0和1的概率均为 1/2;
构造一个发生器,使得它构造1、2、3 的概率均为 1/3; ...,
构造一个发生器,使得它构造 1、2、3、...n 的概率均为1/n,要求复杂度最低。

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2.已知一随机发生器,产生0的概率是p,产生1的概率是1-p,
现在要你构造一个发生器,
使得它构造0和1的概率均为 1/2;
构造一个发生器,使得它构造1、2、3 的概率均为 1/3; ...,
构造一个发生器,使得它构造 1、2、3、...n 的概率均为1/n,要求复杂度最低。

思路:
由于需要产生1/2,而用1位0,或1位1无法产生等概率,
因此,考虑将随机数扩展成2位:
00   p*p
01  p*(1-p)
10  (1-p)*p
11 (1-p)*(1-p)
有上述分析知道,01和10是等概率的,因此我们只需要产生01和10就行了。
于是可以,遇到00和11就丢弃,只记录01和10。可以令,01表示0,10表示1,则等概率1/2产生0和1了。

对于n=2,一次性生成两个数字,认为01表示0,10表示1,
其它情况放弃,它们的概率都是p*(1-p);

对于n=3,一次性生成三个数字,认为001表示0,010表示1,100表示2,
其它情况放弃,它们的概率都是p*p*(1-p);

对于n=4,一次性生成是个数字,认为0001表示0,0010表示1,0100表示2,1000表示3,
其它情况放弃,它们的概率都是p*p*p*(1-p);

5为例,此时我们取x=2,因为C(2x,x)=C(4,2)=6是比5大的最小的x,
此时我们就是一次性生成4位二进制,把1出现个数不是2的都丢弃,
这时候剩下六个:0011,0101,0110,1001,1010,1100,
取最小的5个,即丢弃1100,那么我们对于前5个分别编号1到5,
这时候他们的概率都是p*p*(1-p)*(1-p)相等了。
关键是找那个最小的x,使得C(2x,x)>=n这样能提升查找效率。

因为C(n,i)最大是在i接近n/2的地方取得,此时我有更大比率的序列用于生成,
换句话说被抛掉的更少了,这样做是为了避免大量生成了丢弃序列而使得生成速率减慢,
实际上我之所以将x取定是为了让我取得的序列生成的概率互相相等,
比如C(2x,x)的概率就是[p(1-p)]^x,
互等的样例空间内保证了对应的每个值取得的样例等概率。

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