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【转】给定一个函数rand5(),使函数rand7()可以随机等概率的生成1-7的整数

2018年01月26日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1206字 ⁄ 字号 评论关闭

题目:

给定一个函数rand5(),该函数可以随机生成1-5的整数,且生成概率一样。现要求使用该函数构造函数rand7(),使函数rand7()可以随机等概率的生成1-7的整数。

思路:

很多人的第一反应是利用rand5() + rand()%3来实现rand7()函数,这个方法确实可以产生1-7之间的随机数,但是仔细想想可以发现数字生成的概率是不相等的。rand()%3 产生0的概率是1/5,而产生1和2的概率都是2/5,所以这个方法产生6和7的概率大于产生5的概率。

正确的方法是利用rand5()函数生成1-25之间的数字,然后将其中的1-21映射成1-7,丢弃22-25。例如生成(1,1),(1,2),(1,3),则看成rand7()中的1,如果出现剩下的4种,则丢弃重新生成。

 

简单实现:

Java代码 

  1. public class Test {    
  2.     public int rand7() {    
  3.         int x = 22;    
  4.         while(x > 21) {    
  5.             x = rand5() + (rand5() - 1)*5;    
  6.         }    
  7.         return 1 + x%7;    
  8.     }    
  9.     
  10. }    

   我的备注:

    这种思想是基于,rand()产生[0,N-1],把rand()视为N进制的一位数产生器,那么可以使用rand()*N+rand()来产生2位的N进制数,以此类推,可以产生3位,4位,5位...的N进制数。这种按构造N进制数的方式生成的随机数,必定能保证随机,而相反,借助其他方式来使用rand()产生随机数(如 rand5() + rand()%3 )都是不能保证概率平均的。

    此题中N为5,因此可以使用rand5()*5+rand5()来产生2位的5进制数,范围就是1到25。再去掉22-25,剩余的除3,以此作为rand7()的产生器.

给定一个函数rand()能产生0到n-1之间的等概率随机数,问如何产生0到m-1之间等概率的随机数?

  1. int random(int m,int n){
  2.     int k=rand();
  3.     int max=n-1;
  4.     while(k<m){
  5.         k=k*n+rand();
  6.         max=max*n+n-1;
  7.     }
  8.     return k/(max/n);
  9. }

如何产生如下概率的随机数?0出1次,1出现2次,2出现3次,n-1出现n次?

  1. int random(int size){
  2.     while(true){
  3.         int m=rand(size);
  4.         int n=rand(size);
  5.         if(m+n<size)
  6.             return m+n;
  7.     }
  8. }

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