OpenCV:随机数（C++版）

        随机数是编程中经常用到的操作，特别在进行初始化的时候需要赋一些随机值。C和C++中产生随机数的方法有使用rand()、srand()等，这些函数在 OpenCV中仍然可以使用。此外，OpenCV特地编写了 C++的随机效类 cV::RNG，使用起来更加方便。计算机产生的随机数都是伪随机数，是根据种子 seed 和特定算法计算出来的。所以，只要种子一定，算法一定，产生的随机数是相同。

一、产生一个随机数

1、使用种子产生一个 32 位随机整数

        这种方式是直接利用构造函数RNG()和RNG(uint64 state)，比如:

RNG rng((unsigned)time(NULL));
int N1 = rng;
cout << "0x" << N1 << endl;

2.产生一个均匀分布的随机数

        利用成员函数 uniform实现，函数声明如下:

inline int    RNG::uniform(int a, int b)       { return a == b ? a : (int)(next() % (b - a) + a); }
inline float  RNG::uniform(float a, float b)   { return ((float)*this)*(b - a) + a; }
inline double RNG::uniform(double a, double b) { return ((double)*this)*(b - a) + a; }

        返回一个[a,b)范围的均匀分布的随机数,a、b的数据类型要一致,而且必须是 int、foat、double中的一种，默认是 int。

3.产生一个高斯分布的随机数

利用成员函数 gaussian 实现，函数声明如下:

double gaussian(double sigma);

返回一个均值为0、标准差为sigma的高斯分布的随机数。如果要产生均值为λ、标准差为sigma的高斯分布的随机数，可以用λ+RNG::gaussian(sigma)来表示。

4、实例

void test01()
{
	RNG rng((unsigned)time(NULL));
	int N1 = rng;
	cout << hex << "0x" << (int)(N1%100) << endl;
	double num1 = rng.uniform(0, 1);
	double num2 = rng.uniform((double)1, (double)0);
	double num3 = rng.uniform(0.f, 1.f);
	double num4 = rng.uniform(0., 1.);
	double num5 = rng.gaussian(2);
	cout << num1 << endl << num2 << endl << num3 << endl << num4 << endl << num5 << endl;
}

二、返回下一个随机数

前面一次只能返回一个随机数，实际上系统已经生成一个随机数组。如果我们要连续获得随机数，没有必要重新定义一个RNG对象，只需要取出随机数组的下一个随机数即可，所使用的成员函数是 next，函数声明如下:

inline unsigned RNG::next()
{
    state = (uint64)(unsigned)state* /*CV_RNG_COEFF*/ 4164903690U + (unsigned)(state >> 32);
    return (unsigned)state;
}

或者使用operator()

inline RNG::operator uchar()    { return (uchar)next(); }
inline RNG::operator schar()    { return (schar)next(); }
inline RNG::operator ushort()   { return (ushort)next(); }
inline RNG::operator short()    { return (short)next(); }
inline RNG::operator int()      { return (int)next(); }
inline RNG::operator unsigned() { return next(); }
inline RNG::operator float()    { return next()*2.3283064365386962890625e-10f; }
inline RNG::operator double()   { unsigned t = next(); return (((uint64)t << 32) | next()) * 5.4210108624275221700372640043497e-20; }

inline unsigned RNG::operator ()(unsigned N) { return (unsigned)uniform(0,N); }
inline unsigned RNG::operator ()()           { return next(); }