在 C++ 中，如何生成介于两个范围之间的随机数？

Question

如何编写代码来生成介于两个不同范围之间的随机数？

示例：生成一个介于 5 到 7 或 10 到 12 之间的随机数。可能的结果是 5、6、7、10、11 或 12。

Answer 1

^{更新下面添加了第二个实现}

如果你想让它通用，你必须对其进行编码。

想到两个选项：

~~discrete_distribution（随便喂它5,6,7,10,11,12）~~
生成数字 [0..6) 并索引到数组中 int arr[]={5,6,7,10,11,12}

第二个：

Live On Coliru

#include <random>
#include <iostream>

int main()
{
    using namespace std;
    vector<int> arr = {5,6,7,10,11,12};

    mt19937 prng { random_device {} () };
    uniform_int_distribution<> dist(0, arr.size()-1);

    int i = 10;
    while (i--)
        std::cout << arr[dist(prng)] << " ";
}

版画

5 5 6 12 11 6 11 12 5 12

或者，当然类似

更新

通过使用 Boost Interval Container Library 有效地表示构成域的间隔，将针对许多段或大段进行扩展的替代实现：

Live On Coliru

template <typename T = int>
struct uniform_draw {

    using set  = boost::icl::interval_set<T>;
    using ival = typename set::interval_type::type;

    uniform_draw(std::initializer_list<ival> data) 
        : set_(make_set(data)), dist_(0, set_.size() - 1)
    { }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, uniform_draw const& ud) {
        return os << ud.set_ << " (#samples:" << ud.set_.size() << ")";
    }

    template <typename Engine>
    T operator()(Engine& engine) {
        uintmax_t index = dist_(engine);

        std::cout << " - index: " << index << " against " << set_ << "\n";

        // I think this can be optimized. I just don't know how to elegantly do that / yet
        for (auto& iv : set_) {
            std::cout << " - index: " << index << " against " << iv << "\n";
            if (index > size(iv)) {
                index -= size(iv);
            } else {
                return iv.lower() + index;
            }
        }

        throw std::range_error("uniform_draw");
    }

private:
    set make_set(std::initializer_list<ival> data) {
        set r;
        for (auto& el : data)
            r.insert(el);
        return r;
    }

    set const set_;
    std::uniform_int_distribution<T> dist_; // TODO make_unsigned<T>?
};

像平常的发行版一样使用它：

mt19937 mt { random_device {} () };

uniform_draw<int> dist { {5, 7}, {10, 12} };

std::cout << dist << "\n";

for (int i = 0; i < 10; ++i)
    std::cout << "RESULT: " << dist(mt) << "\n";

打印例如：

{[5,7)[10,12)} (#samples:4)
7 7 6 11 6 6 7 7 7 6

Answer 2

选择一个随机数 0 或 1。如果这个数字是0，在第一个范围内选择一个随机数，否则在第二个范围内选择一个随机数。

如果您希望两个范围内的每个数字具有相等的概率，您可以根据两个范围的大小对第一个决定进行加权。

Answer 3

我看到有两种方法可以做到这一点。假设您的两个范围是 [minA, maxA] 和 [minB, maxB]，其中 maxA < minB（如果不只是交换两个范围）

解决方案 1：

1) Generate a random number X in [minA, maxB] first
2) if X falls (maxA,minB) goto 1)
3) At this point X is the output

解决方案 2（更有效，尤其是当两个范围之间的差距很大时）：

1) rangeA = maxA - minA, rangeB = maxB - minB;
2) generate a random number X within [0,rangeA+rangeB]
3) if X < rangeA then output minA+X else minB+X

在 C++ 中，如何生成介于两个范围之间的随机数？

In C++, how can I generate a random number that falls between two ranges?

c++

random

generator

更新