C語(yǔ)言中計(jì)算一個(gè)數(shù)的N次方可以用庫(kù)函數(shù)pow來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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函數(shù)原型:double pow(double x, double y);
功 能:計(jì)算x^y的值
返 回 值:計(jì)算結(jié)果
舉例如下:
double a = pow(3.14, 2); // 計(jì)算3.14的平方
注:使用pow函數(shù)時(shí),需要將頭文件#includemath.h包含進(jìn)源文件中。
double gaussian(double u) //用Box_Muller算法產(chǎn)生高斯分布的隨機(jī)數(shù)
{
double r,t,z,x;
double s1,s2;
s1=(1.0+rand())/(RAND_MAX+1.0);
s2=(1.0+rand())/(RAND_MAX+1.0);
r=sqrt(-2*log(s2)/log(e));
t=2*pi*s1;
z=r*cos(t);
x=u+z*N;
return x;
}
以前寫(xiě)的一個(gè)函數(shù),u是均值,N是方差
摘要:
隨機(jī)數(shù)在實(shí)際運(yùn)用中非常之多,如游戲設(shè)計(jì),信號(hào)處理,通常我們很容易得到平均分布的隨機(jī)數(shù)。但如何根據(jù)平均分布的隨機(jī)數(shù)進(jìn)而產(chǎn)生其它分布的隨機(jī)數(shù)呢?本文提出了一種基于幾何直觀面積的方法,以正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生為例討論了任意分布的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法。
大家都知道,隨機(jī)數(shù)在各個(gè)方面都有很大的作用,在vc的環(huán)境下,為我們提供了庫(kù)函數(shù)rand()來(lái)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)的整數(shù)。該隨機(jī)數(shù)是平均在0~RAND_MAX之間平均分布的,RAND_MAX是一個(gè)常量,在VC6.0環(huán)境下是這樣定義的:
#define RAND_MAX 0x7fff
它是一個(gè)short 型數(shù)據(jù)的最大值,如果要產(chǎn)生一個(gè)浮點(diǎn)型的隨機(jī)數(shù),可以將rand()/1000.0這樣就得到一個(gè)0~32.767之間平均分布的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)。如果要使得范圍大一點(diǎn),那么可以通過(guò)產(chǎn)生幾個(gè)隨機(jī)數(shù)的線性組合來(lái)實(shí)現(xiàn)任意范圍內(nèi)的平均分布的隨機(jī)數(shù)。例如要產(chǎn)生-1000~1000之間的精度為四位小數(shù)的平均分布的隨機(jī)數(shù)可以這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)。先產(chǎn)生一個(gè)0到10000之間的隨機(jī)整數(shù)。方法如下 :
int a = rand()%10000;
然后保留四位小數(shù)產(chǎn)生0~1之間的隨機(jī)小數(shù):
double b = (double)a/10000.0;
然后通過(guò)線性組合就可以實(shí)現(xiàn)任意范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生,要實(shí)現(xiàn)-1000~1000內(nèi)的平均分布的隨機(jī)數(shù)可以這樣做:
double dValue = (rand()%10000)/10000.0*1000-(rand()%10000)/10000.0*1000;
則dValue就是所要的值。
到現(xiàn)在為止,你或許以為一切工作都已經(jīng)完成了,其實(shí)不然,仔細(xì)一看,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的,上面的式子化簡(jiǎn)后就變?yōu)椋?/p>
double dValue = (rand()%10000)/10.0-(rand()%10000)/10.0;
這樣一來(lái),產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)范圍是正確的,但是精度不正確了,變成了只有一位正確的小數(shù)的隨機(jī)數(shù)了,后面三位的小數(shù)都是零,顯然不是我們要求的,什么原因呢,又怎么辦呢。
先找原因,rand()產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)分辨率為32767,兩個(gè)就是65534,而經(jīng)過(guò)求余后分辨度還要減小為10000,兩個(gè)就是20000而要求的分辨率為1000*10000*2=20000000,顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。下面提供的方法可以實(shí)現(xiàn)正確的結(jié)果:
double a = (rand()%10000) * (rand()%1000)/10000.0;
double b = (rand()%10000) * (rand()%1000)/10000.0;
double dValue = a-b;
則dValue就是所要求的結(jié)果。在下面的函數(shù)中可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)在一個(gè)區(qū)間之內(nèi)的平均分布的隨機(jī)數(shù),精度是4位小數(shù)。
double AverageRandom(double min,double max)
{
int minInteger = (int)(min*10000);
int maxInteger = (int)(max*10000);
int randInteger = rand()*rand();
int diffInteger = maxInteger - minInteger;
int resultInteger = randInteger % diffInteger + minInteger;
return resultInteger/10000.0;
}
但是有一個(gè)值得注意的問(wèn)題,隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生需要有一個(gè)隨機(jī)的種子,因?yàn)橛糜?jì)算機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)是通過(guò)遞推的方法得來(lái)的,必須有一個(gè)初始值,也就是通常所說(shuō)的隨機(jī)種子,如果不對(duì)隨機(jī)種子進(jìn)行初始化,那么計(jì)算機(jī)有一個(gè)確省的隨機(jī)種子,這樣每次遞推的結(jié)果就完全相同了,因此需要在每次程序運(yùn)行時(shí)對(duì)隨機(jī)種子進(jìn)行初始化,在vc中的方法是調(diào)用srand(int)這個(gè)函數(shù),其參數(shù)就是隨機(jī)種子,但是如果給一個(gè)常量,則得到的隨機(jī)序列就完全相同了,因此可以使用系統(tǒng)的時(shí)間來(lái)作為隨機(jī)種子,因?yàn)橄到y(tǒng)時(shí)間可以保證它的隨機(jī)性。
調(diào)用方法是srand(GetTickCount()),但是又不能在每次調(diào)用rand()的時(shí)候都用srand(GetTickCount())來(lái)初始化,因?yàn)楝F(xiàn)在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間比較快,當(dāng)連續(xù)調(diào)用rand()時(shí),系統(tǒng)的時(shí)間還沒(méi)有更新,所以得到的隨機(jī)種子在一段時(shí)間內(nèi)是完全相同的,因此一般只在進(jìn)行一次大批隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生之前進(jìn)行一次隨機(jī)種子的初始化。下面的代碼產(chǎn)生了400個(gè)在-1~1之間的平均分布的隨機(jī)數(shù)。
double dValue[400];
srand(GetTickCount());
for(int i= 0;i 400; i++)
{
double dValue[i] = AverageRandom(-1,1);
}
調(diào)試程序時(shí),隨機(jī)數(shù)種子可以設(shè)常數(shù),例如srand(54321);
用 rand() 產(chǎn)生均勻分布隨機(jī)數(shù) x1,x2
利用瑞利分布得正態(tài)分布隨機(jī)數(shù) y1,y2
再按要求線性縮放一下到[0.01,2] 區(qū)間。
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include math.h
#include time.h
main(){
#define N 100
double rd[N];
double x1,x2,y1,y2;
double pi2=6.28318530728,mx,mi,ave=0;
int i;
//srand(54321);
srand(time(NULL));
for (i=0;i=N-2;i=i+2){
x1=1.0*rand()/RAND_MAX;
x2=1.0*rand()/RAND_MAX;
y1= sqrt((-2.0*log(x1))) * cos(pi2*x2);
y2= sqrt((-2.0*log(x1))) * sin(pi2*x2);
rd[i]=y1;
rd[i+1]=y2;
}
mx=rd[0];mi=rd[0];
for (i=0;iN;i++){
if (rd[i]mx)mx=rd[i];
if (rd[i]mi)mi=rd[i];
}
//printf("mi=%lf mx=%lf\n",mi,mx);
for (i=0;iN;i++) rd[i] = (rd[i]-mi)/(mx-mi+0.001) * (2.0-0.01) + 0.01;
for (i=0;iN-2;i=i+2) printf("%lf %lf\n",rd[i],rd[i+1]);
return 0;
}
C語(yǔ)言中的random函數(shù)可以產(chǎn)生均勻分布的隨機(jī)變量分布區(qū)間為(0,1),假設(shè)x1,x2是由random產(chǎn)生的隨機(jī)變量,
則y=sqrt(-2*ln(x1))為瑞利分布
theta=2*pi*x2為(0,2*pi)的均勻分布
n1=y*cos(theta),n2=y*sin(theta)為兩個(gè)獨(dú)立的正太分布
z=sqrt((a+n1)^2+(b+n2)^2),為萊斯分布,a ,b為常數(shù)
不用加分,我做過(guò),用來(lái)產(chǎn)生圖像的高斯噪聲,也就是你要的正態(tài)分布.
1.首先你的樣本應(yīng)該是有一定范圍的吧,我假設(shè)它是從1-255
2.根據(jù)你的方差和期望,把樣本代進(jìn)去,算出該樣本出現(xiàn)的概率
3.然后根據(jù)概率知識(shí),你做一個(gè)累積概率
4.接著你用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)0-1之間的均勻分布
5.看這個(gè)數(shù)落在哪個(gè)累積概率區(qū)間
6.按你要的樣本數(shù)重復(fù)4-5
代碼這里我給個(gè)matlab程序你參考一下,很好懂的
function [dest] = GeneGauss(expectation,deviation,width,height)
dest=zeros(width,height);
pz=zeros(256);
tempConst1=1/(sqrt(2*pi)*deviation);
tempConst2=2*deviation*deviation;
for i=1:256
pz(i)=tempConst1*exp(-(i-1-expectation)^2/tempConst2);
end
f=zeros(256);
f(1)=pz(1);
for i=2:256
f(i) = f(i-1)+pz(i);
end
for i=1:width
for j=1:height
n=rand;
for k=1:256
if(nf(k))
dest(i,j)=k-1;
break;
end
end
end
end
end
當(dāng)前名稱:c語(yǔ)言編寫(xiě)高斯分布函數(shù),c語(yǔ)言產(chǎn)生高斯分布隨機(jī)數(shù)
文章分享:http://chinadenli.net/article16/dsejidg.html
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