如何创建不均匀范围的随机函数?(How to create uneven range number

2019-09-16 18:35发布

我们知道,经典的范围内随机函数是这样的:

public static final int random(final int min, final int max) {
    Random rand = new Random();
    return min + rand.nextInt(max - min + 1);  // +1 for including the max
}

我想创建算法函数在1..10之间范围内随机生成的数字,但带状凹凸的可能性:
1)1,2,3 - > 3/6(1/2)
2)4,5,6,7- - > 1/6
3)8,9,10 - > 2/6(1/3)

以上意味着函数具有1/2的机会1和3之间返回数,1/6的机会至4和7之间返回数,和1/3的机会至8和10之间返回数量。

任何人都知道的算法?

更新:
其实1..10之间的范围只是担任一个例子。 我想创建的功能将适用于数字,如任何范围:1..10000,但规则还是一样的:3/6的顶部范围(30%部分),为1/6中间范围(下一40%的部分),和2/6为底的范围(近30%的部分)。

Answer 1:

使用上面的算法:

int temp = random(0,5);
if (temp <= 2) {
  return random(1,3);
} else if (temp <= 3) {
 return random(4,7);
} else  {
 return random(8,10);
}

这应该做的伎俩。

编辑:根据要求在您的评论:

int first_lo = 1, first_hi = 3000; // 1/2 chance to choose a number in [first_lo, first_hi]
int second_lo = 3001, second_hi = 7000; // 1/6 chance to choose a number in [second_lo, second_hi] 
int third_lo = 7001, third_hi = 10000;// 1/3 chance to choose a number in [third_lo, third_hi] 
int second
int temp = random(0,5);
if (temp <= 2) {
  return random(first_lo,first_hi);
} else if (temp <= 3) {
 return random(second_lo,second_hi);
} else  {
 return random(third_lo,third_hi);
}


Answer 2:

可以填充所期望的密度所需的数字阵列,然后生成随机索引,并采取相应的元素。 我认为这是快了一点,但propably它不是那么重要。 类似的东西,这不是正确的解决方案,只是一个例子:

1,1,1,2,2,2,3,3,3,4,5,6 ...

或者你可以用if语句首先定义域,然后生成该域中一个简单的数字。

int x = random(1,6)
if (x < 4) return random(1, 3);
if (x < 5) return random(4, 7);
return random(8, 10);


Answer 3:

滚72面的骰子从下面的阵列中选择:

// Each row represents 1/6 of the space
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,
 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,
 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3,
 4, 4, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7,
 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 9,
 9, 9, 9, 9, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10]


Answer 4:

final int lut[] = [
  1, 1, 1,
  2, 2, 2,
  3, 3, 3,
  4,
  5,
  6,
  7,
  8, 8,
  9, 9,
  10, 10
];

int uneven_random = lut[random.nextInt(lut.length)];

或类似的规定...



Answer 5:

这可能,如果你使用的整数帮助:

您需要使用以下功能:

f : A -> B

B = [B0,B1]表示您从随机数发生器希望值的范围

A = [B0,2 * B1],使得F的实际到达B1的最后一个分支

f(x) = step((x / 3) , 
    f(x) is part of interval [b0, length(B)/3]
f(x) = step(x)  + E,   
    f(x) is part of interval [length(B) / 3, 2 * length(B) / 3],
    E is a constant that makes sure the function is continuous
f(x) = step(x / 2) + F,   
    f(x) is part of interval [2 * length(B) / 3, length(B)]
    F is a constant that makes sure the function is continuous

说明:这将需要3倍以上的数字得到比它会在第二第一分支相同的值。 所以概率获得第一分支数量比第二的3倍,其值从平均随机数发生器分布。 这同样适用于第三分公司。

我希望这有帮助!

编辑:修改时间间隔,你必须调整它有点,但是这是我的总体思路。



Answer 6:

按照要求,这里是我的代码(基于izomorphius的代码),希望能解决我的问题:

private static Random rand = new Random();

public static int rangeRandom(final int min, final int max) {
    return min + rand.nextInt(max - min + 1);  // +1 for including the max
}

/**
 * 
 * @param min           The minimum range number
 * @param max           The maximum range number
 * @param weights       Array containing distributed weight values. The sum of values must be 1.0 
 * @param chances       Array containing distributed chance values. The array length must be same with weights and the sum of values must be 1.0 
 * @return              Random number
 * @throws Exception    Probably should create own exception, but I use default Exception for simplicity
 */
public static int weightedRangeRandom(final int min, final int max, final float[] weights, final float[] chances) throws Exception {
    // some validations
    if (weights.length != chances.length) {
        throw new Exception("Length of weight & chance must be equal");
    }

    int len = weights.length;

    float sumWeight = 0, sumChance = 0;
    for (int i=0; i<len; ++i) {
        sumWeight += weights[i];
        sumChance += chances[i];
    }
    if (sumWeight != 1.0 || sumChance != 1.0) {
        throw new Exception("Sum of weight/chance must be 1.0");
    }

    // find the random number
    int tMin = min, tMax;
    int rangeLen = max - min + 1;

    double n = Math.random();
    float c = 0;
    for (int i=0; i<len; ++i) {
        if (i != (len-1)) {
            tMax = tMin + Math.round(weights[i] * rangeLen) - 1;
        }
        else {
            tMax = max;
        }

        c += chances[i];
        if (n < c) {
            return rangeRandom(tMin, tMax);
        }
        tMin = tMax + 1;
    }

    throw new Exception("You shouldn't end up here, something got to be wrong!");
}

用法示例:

int result = weightedRangeRandom(1, 10, new float[] {0.3f, 0.4f, 0.3f}, 
    new float[] {1f/2, 1f/6, 1f/3});

可能仍然具有重量分布由于分立的子范围的边界(TMIN&TMAX)的不准确度的代码导致十进制值。 但它是不可避免的我猜的,因为范围内的数字为整数。

一些输入验证可能是必需的,但我离开了为简单起见。

批评,更正和评论深表欢迎:)



文章来源: How to create uneven range number random function?