如何在C中生成随机浮点数

How to generate random float number in C

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。

我已经尝试了以下方法,但是它似乎无法正常工作。

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


尝试:

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

要了解其工作原理,请考虑以下内容。

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

上面的公式(为清楚起见,删除了演员表)变为:

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N/(RAND_MAX/a)

但是,除以分数等于将其乘以该分数的倒数,因此等于:

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N * (a/RAND_MAX)

可以重写为:

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a * (N/RAND_MAX)

考虑到N/RAND_MAX始终是0.0到1.0之间的浮点值,因此将生成0.0到a之间的值。

另外,您可以使用以下代码,它可以有效地执行我在上面显示的细分。我实际上更喜欢这样做仅仅是因为它更清楚了实际发生的事情(无论如何对我来说):

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

注意:a的浮点表示必须正确,否则绝对不会碰到a的绝对边缘情况(它将接近)。有关原因的详细信息,请参见本文。

样品

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#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
"
, ((float)rand()/(float)(RAND_MAX)) * a);
    return 0;
}

输出量

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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


您还可以在[min,max]范围内生成类似

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


如果要生成某个范围内的随机浮点,请尝试下一个解决方案。

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#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
"
, data[i][0], random_float(data[i][0], data[i][1]), data[i][1]);
    }

    puts(line);

    return 0;
}

结果(值多变)

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     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
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