[C#] 두 개의 두 숫자 사이의 난수

나는 파티에 약간 늦었지만 일반적인 솔루션을 구현해야했으며 솔루션 중 어느 것도 내 요구를 충족시킬 수 없다는 것이 밝혀졌습니다.

허용되는 솔루션은 작은 범위에 적합합니다. 그러나 maximum - minimum넓은 범위에서는 무한대가 될 수 있습니다. 따라서 수정 된 버전은이 버전이 될 수 있습니다.

public static double NextDoubleLinear(this Random random, double minValue, double maxValue)
{
    // TODO: some validation here...
    double sample = random.NextDouble();
    return (maxValue * sample) + (minValue * (1d - sample));
}

이도 사이 좋게 난수를 생성 double.MinValue하고 double.MaxValue. 그러나 이것은 또 다른 “문제”를 소개합니다 . 이것은이 글에서 훌륭하게 제시 됩니다 : 만약 우리가 그러한 큰 범위를 사용한다면 그 가치는 너무 부자연 스럽습니다. 예를 들어, 0과 10,000 사이의 임의의 배가 10,000을 생성 한 후 double.MaxValue모든 값은 2.9579E + 304와 1.7976E + 308 사이입니다.

그래서 나는 또 다른 버전을 만들었습니다.이 버전은 로그 스케일로 숫자를 생성합니다.

public static double NextDoubleLogarithmic(this Random random, double minValue, double maxValue)
{
    // TODO: some validation here...
    bool posAndNeg = minValue < 0d && maxValue > 0d;
    double minAbs = Math.Min(Math.Abs(minValue), Math.Abs(maxValue));
    double maxAbs = Math.Max(Math.Abs(minValue), Math.Abs(maxValue));

    int sign;
    if (!posAndNeg)
        sign = minValue < 0d ? -1 : 1;
    else
    {
        // if both negative and positive results are expected we select the sign based on the size of the ranges
        double sample = random.NextDouble();
        var rate = minAbs / maxAbs;
        var absMinValue = Math.Abs(minValue);
        bool isNeg = absMinValue <= maxValue ? rate / 2d > sample : rate / 2d < sample;
        sign = isNeg ? -1 : 1;

        // now adjusting the limits for 0..[selected range]
        minAbs = 0d;
        maxAbs = isNeg ? absMinValue : Math.Abs(maxValue);
    }

    // Possible double exponents are -1022..1023 but we don't generate too small exponents for big ranges because
    // that would cause too many almost zero results, which are much smaller than the original NextDouble values.
    double minExponent = minAbs == 0d ? -16d : Math.Log(minAbs, 2d);
    double maxExponent = Math.Log(maxAbs, 2d);
    if (minExponent == maxExponent)
        return minValue;

    // We decrease exponents only if the given range is already small. Even lower than -1022 is no problem, the result may be 0
    if (maxExponent < minExponent)
        minExponent = maxExponent - 4;

    double result = sign * Math.Pow(2d, NextDoubleLinear(random, minExponent, maxExponent));

    // protecting ourselves against inaccurate calculations; however, in practice result is always in range.
    return result < minValue ? minValue : (result > maxValue ? maxValue : result);
}

일부 테스트 :

다음은 0과 Double.MaxValue두 전략 모두에서 10,000 개의 임의의 이중 숫자를 생성 한 정렬 결과입니다 . 결과는 로그 스케일을 사용하여 표시됩니다.

선형 랜덤 값이 언뜻보기에는 잘못된 것 같지만 통계에 따르면 이들 중 어느 것도 다른 것보다 “더 나은”것이 없음을 보여줍니다. 선형 전략조차도 균등 한 분포가 있으며 값 간의 평균 차이는 두 전략과 거의 동일합니다 .

다른 범위를 가지고 노는 것은 선형 전략이 0 ushort.MaxValue에서 “합리적인”최소값 인 10.78294704 ( ulong범위의 경우 최소값은 3.03518E + 15; int: 353341) 인 “정확한”상태임을 나타냅니다. 서로 다른 규모로 표시되는 두 전략의 결과는 동일합니다.

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편집하다:

최근에 나는 라이브러리를 오픈 소스 로 만들었고 RandomExtensions.NextDouble, 완전한 검증으로 메소드를 자유롭게 볼 수 있습니다.

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