如何在C中生成随机浮点数

gz5pxeao  于 2022-12-03  发布在  其他
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我找不到任何解决方案来生成[0,a]范围内的随机浮点数,其中a是用户定义的某个浮点数。
我尝试了以下方法,但似乎无法正常工作。

float x=(float)rand()/((float)RAND_MAX/a)
mzmfm0qo

mzmfm0qo1#

试试看:

float x = (float)rand()/(float)(RAND_MAX/a);

要理解这是如何工作的,请考虑以下内容。

N = a random value in [0..RAND_MAX] inclusively.

上面的等式(为清楚起见,去掉了模型)变为:

N/(RAND_MAX/a)

但是除以一个分数就等于乘以该分数的倒数,所以这就等于:

N * (a/RAND_MAX)

其可以被重写为:

a * (N/RAND_MAX)

考虑到N/RAND_MAX始终是0.0和1.0之间的浮点值,这将生成0.0和a之间的值。
或者,你可以使用下面的方法,它可以有效地完成我上面展示的分解。我实际上更喜欢这个方法,只是因为它更清楚实际发生的事情(对我来说,无论如何):

float x = ((float)rand()/(float)(RAND_MAX)) * a;

注意:a的浮点表示必须是 exact 的,否则它永远不会达到a的绝对边缘情况(它会变得很接近)。

样品

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    srand((unsigned int)time(NULL));

    float a = 5.0;
    for (int i=0;i<20;i++)
        printf("%f\n", ((float)rand()/(float)(RAND_MAX)) * a);
    return 0;
}

输出

1.625741
3.832026
4.853078
0.687247
0.568085
2.810053
3.561830
3.674827
2.814782
3.047727
3.154944
0.141873
4.464814
0.124696
0.766487
2.349450
2.201889
2.148071
2.624953
2.578719
iyfjxgzm

iyfjxgzm2#

您还可以使用类似于以下内容的值在[min,max]范围内生成

float float_rand( float min, float max )
{
    float scale = rand() / (float) RAND_MAX; /* [0, 1.0] */
    return min + scale * ( max - min );      /* [min, max] */
}
vi4fp9gy

vi4fp9gy3#

虽然现在可能不重要,但这里有一个函数,它在2个值之间生成浮点数。

#include <math.h>

float func_Uniform(float left, float right) {
    float randomNumber = sin(rand() * rand());
    return left + (right - left) * fabs(randomNumber);
}
jw5wzhpr

jw5wzhpr4#

如果要在某个范围内生成随机浮点数,请尝试下一个解决方案。

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

float
random_float(const float min, const float max)
{
    if (max == min) return min;
    else if (min < max) return (max - min) * ((float)rand() / RAND_MAX) + min;

    // return 0 if min > max
    return 0;
}

int
main (const int argc, const char *argv[])
{
    srand(time(NULL));

    char line[] = "-------------------------------------------";

    float data[10][2] = {
        {-10, 10},
        {-5., 5},
        {-1, 1},
        {-0.25, -0.15},
        {1.5, 1.52},
        {-1700, 8000},
        {-0.1, 0.1},
        {-1, 0},
        {-1, -2},
        {1.2, 1.1}
    };

    puts(line);
    puts("     From    |    Result    |      To");
    puts(line);

    int i;
    for (i = 0; i < 10; ++i) {
        printf("%12f | %12f | %12f\n", data[i][0], random_float(data[i][0], data[i][1]), data[i][1]);
    }

    puts(line);

    return 0;
}

结果(价值观变化无常)

-------------------------------------------
     From    |    Result    |      To
-------------------------------------------
  -10.000000 |     2.330828 |    10.000000
   -5.000000 |    -4.945523 |     5.000000
   -1.000000 |     0.004242 |     1.000000
   -0.250000 |    -0.203197 |    -0.150000
    1.500000 |     1.513431 |     1.520000
-1700.000000 |  3292.941895 |  8000.000000
   -0.100000 |    -0.021541 |     0.100000
   -1.000000 |    -0.148299 |     0.000000
   -1.000000 |     0.000000 |    -2.000000
    1.200000 |     0.000000 |     1.100000
-------------------------------------------
42fyovps

42fyovps5#

这会在两个浮点数之间生成一个随机浮点数。

float RandomFloat(float min, float max){
   return ((max - min) * ((float)rand() / RAND_MAX)) + min;
}
ykejflvf

ykejflvf6#

也许也是这样:a=转换为双精度兰德数下一个(-1000,1000))/100;所以我们可以把数字从-10,00变成10,00。

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