用线性同余法生成伪随机数
在计算机上可以用物理方法来产生随机数,但价格昂贵,不能重复,使用不便。另一种方法是用数学递推公式产生,这样产生的序列与真正的随机数序列不同,所以称为伪随机数或伪随机序列,只要方法和参数选择合适,所产生的伪随机数就能满足均匀性和独立性,与真正的随机数具有相近的性质。
产生随机数的方法是先用一定的方法产生[0,1]均匀分布的随机数,然后通过一个适当的变换就可以得到符合某一概率模型的随机数。
原理:假设我们要生成伪随机数列为R0、R1、R2…。首先,我们根据伪随机数的种子,用下列公式计算第一个伪随机数R0
R0=(A*种子+C)mod M
接下来用R0生成R1,R1生成R2,递归即可
当a=0时为和同余法,当c=0时为乘同余法,c≠0时为混合同余法
常用的产生[0,1]均匀分布的随机数的方法有乘同余法和混合同余法。
简而言之,线性同余法就是将当前的伪随机数值乘以A再加上C,然后将除以M得到的余数作为下一个伪随机数。在线性同余法中,最近一次生成的伪随机数的值就是内部状态,伪随机数的种子被用来对内部状态进行初始化。
在线性同余法中,只要谨慎选择A、C、M的值,就能够很容易地生成具备随机性的伪随机数列。
由于伪随机数是除以M得到的余数,因此其范围必定是0~M-1,而且生成的随机数会呈现一定周期(打个比方,x mod 12 代表的是钟表刻度,它的值永远在0-11之间,这个概念在数学里叫”同余”)。而且根据A、C、M的值,最终只能生成上述范围中的一部分值&#