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隨機數應用

            學以致用！！！
            隨機數可以用來計算概率，面積等！！
         一、隨機數，模擬拋硬幣正面時間頻率圖。
         代碼如下：

#include<iostream>

#include<time.h>

using namespace std;

const unsigned long maxshort=65536L;

const unsigned long multiplier=1194211693L;

const unsigned long adder=12345L;

class RandomNumber

{

private:

unsigned long randSeed; //隨機種子

public:

RandomNumber(unsigned long s=0); //構造函數，為randSeed置數

unsigned short Random(unsigned long n); //獲取0~n的一個隨機數

double fRandom(void); //獲取一個小數

};

RandomNumber::RandomNumber(unsigned long s)

{

if(s==0)

randSeed=time(0); //這里獲取直接用time函數獲取了一個時間值當做種子了，沒有再用srand函數構造種子了！網上查了下time()函數為從1970年1月1日0時0分0秒到此時的秒數！！！

else

randSeed=s;

}

unsigned short RandomNumber::Random(unsigned long n)

{

// printf("randSeed:%lu \nmultiplier:%lu \nrandSeed*multiplier:%lu\n",randSeed,multiplier,randSeed*multiplier);

randSeed=multiplier*randSeed+adder; //這里存在一個越界問題，但是還是會從新獲得一個randSeed

// printf("(randSeed>>16):%lu\n",randSeed>>16);

return (unsigned short)((randSeed>>16)%n); //右移16為再與n取余，從而獲得一個0~n的隨機數，其實我還不明白，為啥還要右移呢？難道是為了隨機性？

}

double RandomNumber::fRandom(void)

{

return Random(maxshort)/double(maxshort);

}

int TossCoins(int numberCoins)

{

static RandomNumber coinToss; //注意了這里定義了一個靜態變量，在函數反復調用中coinToss的屬性值不變,從構造函數的角度來理解，在函數反復調用過程中，該對象是不會重新去構造的（不會重復調用構造函數的）！

int i,tosses=0;

for(i=0;i<numberCoins;i++) //這里調用Random函數！！

{

tosses+=coinToss.Random(2); //返回0或1，1表示正面，0表示反面，累計正面朝上的次數

}

return tosses; //返回正面朝上的次數

}

void main()

{

const int NCOINS=10; //定義了常量，我從一些牛人哪里看到，我們應該把靜態變量看成只讀。。。

const long NTOSSES=50000L;

long i,heads[NCOINS+1]; //h[i]代表NTOSSES次拋NCOINS次拋硬幣中i次正面次數，貌似有些拗口，按這個實例來說，應該是做50000次拋10次硬幣，然后統計10次中出現0次正面朝上次數，1次正面朝上次數，。。10次正面朝上次數

int j,position;

for(j=0;j<NCOINS+1;j++)

heads[j]=0;

for(i=0;i<NTOSSES;i++) //累計

heads[TossCoins(NCOINS)]++;

cout<<"head結果:";

for(i=0;i<=NCOINS;i++) //輸出h結果

{

cout<<heads[i]<<" ";

}

cout<<endl;

for(i=0;i<=NCOINS;i++) //模擬拋硬幣正面事件平率圖

{

position=int (float(heads[i])/NTOSSES*100);//這里有強制類型轉換，其實這里計算了概率，通過強制類型轉換成整數！！！

cout<<i<<" ";

for(j=0;j<position-1;j++) //輸出空格

cout<<" ";

cout<<"*"<<endl;

}

運行結果如下：

二、隨機數，計算∏。基本思想也是運用了概率事件！設有一個半徑為r的圓及其外切四邊形，向該圖形投擲N個點。設落入圓內的點數為K，由于投入的點在正方形上分布均勻，所以落入圓中的概率為∏*R^2/4/R^2，從投點的角度考慮，該概率為K/N，當N足夠大時，我們可以近似的認為二者相等。從而∏=4*K/N。
代碼如下：

double Darts(int n)

{

static RandomNumber dart;

int k=0;

for(int i=1;i<=n;i++)

{

double x=dart.fRandom();

double y=dart.fRandom();

if((x*x+y*y)<=1)

k++;

}

return 4*k/double(n);

}

當n=500000000時，運行結果如下：

printf輸出：http://hi.baidu.com/jiaju111/blog/item/dcd7fd8ba9a7fa1ac9fc7ae2.html

C語言時間日期函數說明：http://www.cnblogs.com/neonlight/archive/2008/08/22/1273942.html

posted on 2010-09-13 15:51 jince 閱讀(661) 評論(0) 編輯收藏引用所屬分類: 算法設計與分析

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