不断生成0到1之间的随机数

Question

我在尝试用C++模拟股票价格的波动。我需要创建一个0到1之间的随机数。

但是似乎随机数生成器的值不断增加，并不真正随机。

代码看起来像这样:

#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include<time.h>

using namespace std;

int main()
{
    double stockPrice = 25;
    int start = 0, end = 0;
    start = clock();

    srand (time(NULL));
    cout << (double) rand() / (double) (RAND_MAX) << endl;
    system("pause");

    while(stockPrice > 18)
    {
        if(stockPrice == 20)
        {
            double probability = (rand()/(double)RAND_MAX);
            if(probability <= (1/10))
            {
                stockPrice = stockPrice-1;
            }
            else
            {
                stockPrice = stockPrice +1;
            }
        }
        else if (stockPrice < 20)
        {
            double probability = (rand()/(double)RAND_MAX);
            if(probability <= (1/3))
            {
                stockPrice = stockPrice -1;
            }
            else
            {
                stockPrice = stockPrice +1;
            }
        }
        else 
        {
            double probability = (rand()/(double)RAND_MAX);
            if(probability <= (2/3))
            {
                stockPrice = stockPrice -1;
            }
            else
            {
                stockPrice = stockPrice +1;
            }
        }
        cout << stockPrice << endl;
    }

    end = clock();

    double t = (double)(start-end)/CLOCKS_PER_SEC;
    cout << t << endl;
    system("pause");
}

不确定如何解决这个问题.. 需要一些指导...

- lakshmen

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随机数生成器的值不断增加，而且并不真正随机。- 不行！ - Mitch Wheat

如果程序每次重新运行都发生这种情况，这里有一个解释。 - Alexandru Barbarosie

请查看标准库的uniform_real_distribution。 - juanchopanza

更好的衡量标准是什么？ - 4pie0

“better” 指相对于“真正”的随机生成器的属性，在（统计）测试中表现更好，例如请参见此处：http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudorandom_number_generator。 - codeling

Answer 1

需要一些指导...

指导1:

正确比较应该使用

double probability = (rand()/(double)(RAND_MAX + 1));
                                               ^
                                        for better scaling

因为目前在这一行 if(probability <= (1/10)) 中，由于将 1/10、1/3 和 2/3 转换为整数，所以与 0 进行比较。 指南2： 毕竟，您可以使用具有更好统计特性的生成器。

#include <random>
#include <iostream>

    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_real_distribution<> dis(0, 1);
    double uniformOn01 = dis(gen);

- 4pie0

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随机数生成器不是问题所在。问题在于将介于0和1之间的概率值与像 1/3 这样的分数进行比较；这些分数的值始终为0。 - Pete Becker

我认为你应该使用 rand()/((double)RAND_MAX + 1) 来避免整数溢出问题。 - tidy

Answer 2

if(probability <= (1/3))
    {
    stockPrice = stockPrice -1;
    }
else
    {
    stockPrice = stockPrice +1;
    }

由于概率永远不会为负数，此代码几乎总是增加stockPrice的值。唯一不增加的情况是probability为0。这是因为1/3是整数除法，其值为0。将所有这些分数更改为类似1.0/3的内容，效果将会更好。这与随机数生成器的质量无关。有些人看到rand时非常激动，以至于他们什么也看不到。

然而，代码中的缩放存在一个缺陷，而不是...

double probability = (rand()/(double)RAND_MAX);

使用

double probability = (rand()/(double)(RAND_MAX + 1));

原本的代码中，当 rand() 产生值为 RAND_MAX 时，probability 的值将为1，而其它值则会更加频繁地出现。

- Pete Becker

Answer 3

在所有比较概率的情况中，您都使用了整数除法，结果都为0...而不是(2/3)，您需要使用(2/(double)3)或2/3.0。这样才能得到正确的结果。

- Michael

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虽然这是正确的，但它并没有回答所提出的问题。xD - Jorge Leitao

@J.C.Leitão - 是的，它回答了这个问题。代码编写方式几乎总是会增加股票价格。 - Pete Becker

@PeteBecker 我觉得这个问题与随机数本身的值有关，而不是股票价格。 - Jorge Leitao

@J.C.Leitão - 尽管反对“rand”的人很吵闹，但地球上没有任何实现能够做到问题所描述的。代码本身就是错误的，它会稳步增加股票价格。如果在修复了这个问题之后仍然存在问题，那么可能需要查看生成器的质量。然而，对于这样一个简单的程序，“rand”已经足够好了，任何问题都在代码本身。 - Pete Becker