给定整数范围的开始和结束,如何计算这个范围之间的正态分布随机整数?
我意识到正态分布是无限的.我猜尾巴可以被截断,所以当一个随机值计算在范围之外时,重新计算.这提高了整数在该范围内的概率,但是只要该效果是可以忍受的(<5%),这是很好的.
public class Gaussian { private static bool uselast = true; private static double next_gaussian = 0.0; private static Random random = new Random(); public static double BoxMuller() { if (uselast) { uselast = false; return next_gaussian; } else { double v1,v2,s; do { v1 = 2.0 * random.NextDouble() - 1.0; v2 = 2.0 * random.NextDouble() - 1.0; s = v1 * v1 + v2 * v2; } while (s >= 1.0 || s == 0); s = System.Math.Sqrt((-2.0 * System.Math.Log(s)) / s); next_gaussian = v2 * s; uselast = true; return v1 * s; } } public static double BoxMuller(double mean,double standard_deviation) { return mean + BoxMuller() * standard_deviation; } public static int Next(int min,int max) { return (int)BoxMuller(min + (max - min) / 2.0,1.0); } }
我可能需要将标准差缩小到一定程度上,但不了解如何.
回答:
// Will approximitely give a random gaussian integer between min and max so that min and max are at // 3.5 deviations from the mean (half-way of min and max). public static int Next(int min,int max) { double deviations = 3.5; int r; while ((r = (int)BoxMuller(min + (max - min) / 2.0,(max - min) / 2.0 / deviations)) > max || r < min) { } return r; }
解决方法
如果Box-Muller方法返回“标准”正态分布,则它将具有平均值0和标准偏差1.要转换标准正态分布,将随机数乘以X以获得标准偏差X,并添加Y以获得意思是Y,如果记忆正确地服务于我.
参见Wikipedia article’s section on normalizing standard normal variables (property 1)更正式的证明.
根据您的意见,经验法则是99.7%的正态分布将在标准偏差的±3倍之内.如果你需要从0到100的正常分配,比你的意思是一半,你的SD将是(100/2)/ 3 = 16.667.所以无论您从Box-Muller算法中得到什么值,乘以16.667“扩展”分布,然后添加50到“中心”.
约翰,为了回应你最新的评论,我真的不知道Next功能是什么意思.它总是使用标准偏差1,平均值在你的最小值和最大值之间.
如果你想要一个Y的平均值,其中〜99.7%的数字在-X到X的范围内,那么你只需要调用BoxMuller(Y,X / 3).