プログラム覚書　乱数の発生

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乱数の発生 [2004年1月]

- 関数による発生

stdlib.hをインクルードして，rand()を用いる
Ｃライブラリのrand関数は，直前のrand()の呼び出しで得られた乱数の値に適当な演算を施して，次の乱数を作成するようになっている．
一番最初にrandを呼び出すとき，一般にsrand関数で乱数の初期値となる値を指定する．これを乱数の種という．
乱数の種を適切に設定しないと，毎回同じ乱数を発生させることになる．

そこで，現在の時刻を与えることで毎回違う乱数になるように設定する例

　　　 srand((unsigned)time(NULL)); //乱数の初期化

- 線形合同法による一様乱数

適当な初期値X0から始め
- Xn = ( A*Xn-1 + C ) mod M
という式を用いて，次々に０～Ｍの範囲の値を発生させる．
- Aは，８で割って余りが５の整数
- Cは，奇数
- Mは，2^n　という条件で，０～Ｍ－１　までの整数が周期Ｍで１回ずつ現れる．

- 実数乱数の発生

線形合同法を使って，０～１未満の実数乱数を発生させる関数の例

サンプルコード


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

double rnd(void)
{

        unsigned rndnum=13;

        rndnum=(rndnum*109+1021)%32768;

        return rndnum/32767.1;

}

- 1～Mまでの乱数を発生

　　　r=(int)(M*rand()/32767.1+1);

- 正規乱数（ボックス・ミュラー法）

平均m,標準偏差σの正規分布N(m,σ)に従う乱数の発生例

サンプルコード

#include <stdio.h>

            #include <stdlib.h>

            #include <math.h>

void boxrnd(double m,double sig,double *x,double *y)
{
double r1,r2;
r1=rand()/32767.1;
r2=rand()/32767.1;
*x=sig*sqrt(-2*log(r1))*cos(2*3.14159*r2)+m;
*y=sig*sqrt(-2*log(r1))*sin(2*3.14159*r2)+m;
}

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