在C/C中获取大随机数

Question

标准< code>rand()函数给出的数字对我来说不够大:我需要< code>unsigned long long的数字。我们如何得到非常大的随机数？我试着修改一个简单的散列函数，但是它太大，运行时间太长，而且从来不会产生小于1e5的数字！！

Answer 1

如果您只想从rand()返回的值生成无符号long long，而不关心结果的特征，请考虑以下函数，该函数必须与编译器版本和平台无关(因为没有使用“幻数”):

// this header has RAND_MAX value
#include <stdlib.h>  
// and this header has ULLONG_MAX
#include <limits.h>

unsigned long long ullrand()
// Produces pseudo-random numbers from 0 to ULLONG_MAX
// by filling all bits of unsigned long long integer number
// with bits of several "small" integer numbers generated by rand()
{
    unsigned long long myrndnum = 0; // at the beginning just zero
    unsigned long long counter = ULLONG_MAX; // at the beginning we have all bits set as 1
    // ... and while at least one bit is still set to 1
    while(counter > 0) {
           myrndnum = (myrndnum * (RAND_MAX + 1)) + rand(); // fill some bits from rand()
           counter /= (RAND_MAX + 1); // decrease number of 1-bits in counter
        }
    // Return the result
    return myrndnum;
}

但是，如果你想要一些具有某些预定特征的随机数序列，你应该看看一些特定的指南或数学书。例如 https://www.gnu.org/software/gsl/manual/html_node/Random-number-generator-algorithms.html

Answer 2

匿名用户

这是一个可移植的C99解决方案，它返回一个随机的64位数字:

unsigned long long llrand() {
    unsigned long long r = 0;

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        r = (r << 15) | (rand() & 0x7FFF);
    }

    return r & 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL;
}

解释:< code>rand()返回0到< code>RAND_MAX之间的整数，而< code>RAND_MAX只能保证至少为32，767 (15个随机位)。< code>long long保证有64位，但可能更大。

Answer 3

您可以很容易地用std::uniform_int_distribution

简单示例代码（取自此处，修改为使用unsigned long long）：

#include <random>
#include <iostream>

int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<unsigned long long> dis(lowerBorder, upperBorder);

    for (int n=0; n<10; ++n)
        std::cout << dis(gen) << ' ';
    std::cout << '\n';
}

请注意，这里为演示目的而做的梅森图的播种并不完美，例如，请看这里。