Neden rand () + rand () negatif sayılar üretir?

rand()Kütüphane fonksiyonunun bir döngü içinde sadece bir kez çağrıldığında neredeyse her zaman pozitif sayılar ürettiğini gözlemledim .

for (i = 0; i < 100; i++) {
    printf("%d\n", rand());
}

Ancak iki rand()arama eklediğimde , üretilen numaraların artık daha fazla negatif numarası var.

for (i = 0; i < 100; i++) {
    printf("%d = %d\n", rand(), (rand() + rand()));
}

Birisi ikinci durumda neden negatif sayılar gördüğümü açıklayabilir mi?

PS: Ben döngü önce tohum olarak başlatmak srand(time(NULL)).

rand(), 0ve arasında bir tamsayı döndürmek için tanımlanır RAND_MAX.

rand() + rand()

taşabilir. Gözlemlediğiniz şey , tamsayı taşması nedeniyle tanımlanmamış davranışların bir sonucudur .

Sorun ekleme. değerini rand()döndürür . Yani, ikisini eklerseniz, yukarı çıkacaksınız . Eğer bu aşılırsa , ekleme sonucu a'nın alabileceği geçerli aralığın üzerine taşar . İmzalanan değerlerin taşması tanımlanmamış bir davranıştır ve klavyenizin sizinle yabancı dillerde konuşmasına neden olabilir.int0...RAND_MAXRAND_MAX * 2INT_MAXint

Burada iki rastgele sonuç eklemede kazanç olmadığı için, basit fikir bunu yapmamaktır. Alternatif olarak unsigned int, toplamı tutabilirse, her bir sonucu ekleme işleminden önce yayınlayabilirsiniz. Veya daha büyük bir tip kullanın. Her longzamankinden daha geniş olmadığına intdikkat long longedin int, en az 64 bit ise aynı durum geçerlidir !

Sonuç: Sadece eklemekten kaçının. Daha fazla "rastgelelik" sağlamaz. Daha fazla bite ihtiyacınız varsa, değerleri birleştirebilirsiniz sum = a + b * (RAND_MAX + 1), ancak bu muhtemelen daha büyük bir veri türü gerektirir int.

Belirttiğiniz neden sıfır sonuçtan kaçınmak olduğu için: İki rand()aramanın sonuçlarını ekleyerek her ikisi de sıfır olabileceğinden bu önlenemez . Bunun yerine, arttırabilirsiniz. Eğer RAND_MAX == INT_MAX, bu yapılamaz int. Ancak, (unsigned int)rand() + 1çok, çok muhtemel yapacak. Muhtemelen (kesin olarak değil), çünkü gerektirdiği UINT_MAX > INT_MAX, farkında olduğum tüm uygulamalar için geçerlidir (oldukça gömülü mimarileri, DSP'leri ve son 30 yılın tüm masaüstü, mobil ve sunucu platformlarını kapsar).

Uyarı:

Zaten burada yorumlarda serpiştirilmiş rağmen, iki rasgele değerler ekleyerek yok lütfen not o değil almak için: tek tip bir dağılım elde, ancak iki zar haddeleme gibi üçgen dağılım 12hem zar göstermek zorunda (iki zar) 6. çünkü 11zaten iki olası varyant vardır: 6 + 5veya 5 + 6vb.

Yani, ekleme de bu açıdan kötüdür.

Ayrıca rand(), bir psödondom sayı üreteci tarafından üretildiklerinden , sonuçların birbirinden bağımsız olmadığını da unutmayın . Standardın hesaplanan değerlerin kalitesini veya tekdüze dağılımını belirtmediğini de unutmayın.

Bu, bu cevaba yapılan yorumda yapılan sorunun açıklığa kavuşturulması için bir cevaptır ,

i eklemek nedeni benim kod rastgele sayı olarak '0' önlemek oldu. rand () + rand () kolayca aklıma gelen hızlı kirli çözüm oldu.

Sorun 0'dan kaçınmaktı. Önerilen çözümde (en azından) iki problem var. Birincisi, diğer cevapların da belirttiği gibi, rand()+rand()tanımsız davranışları çağırabilir. En iyi tavsiye, asla tanımsız davranışları harekete geçirmektir. Başka bir sorun, rand()arka arkaya iki kez 0 üretmeyecek garantisi yoktur .

Aşağıdaki sıfırı reddeder, tanımlanmamış davranışı önler ve vakaların büyük çoğunluğunda iki çağrıdan daha hızlı olacaktır rand():

int rnum;
for (rnum = rand(); rnum == 0; rnum = rand()) {}
// or do rnum = rand(); while (rnum == 0);

Temelde rand()arasındaki sayılar üretmek 0ve RAND_MAXve 2 RAND_MAX > INT_MAXsenin durumunda.

Taşmayı önlemek için veri türünüzün maksimum değeriyle modül oluşturabilirsiniz. Bu tabii ki rasgele sayıların dağılımını bozar, ancak randhızlı rasgele sayılar elde etmenin bir yoludur.

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main(void)
{
    int i=0;

    for (i=0; i<100; i++)
        printf(" %d : %d \n", rand(), ((rand() % (INT_MAX/2))+(rand() % (INT_MAX/2))));

    for (i=0; i<100; i++)
        printf(" %d : %ld \n", rand(), ((rand() % (LONG_MAX/2))+(rand() % (LONG_MAX/2))));

    return 0;
}

2 rand () toplamının döndürdüğü değerin hiçbir zaman RAND_MAX değerini aşmamasını sağlayarak oldukça zor bir yaklaşım deneyebilirsiniz. Olası bir yaklaşım toplam = rand () / 2 + rand () / 2 olabilir; Bu, RAND_MAX değeri 32767 olan 16 bitlik bir derleyici için, her iki rand da 32767'ye geri dönse bile (32767/2 = 16383) 16383 + 16383 = 32766, bu nedenle negatif toplamla sonuçlanmaz.

i eklemek nedeni benim kod rastgele sayı olarak '0' önlemek oldu. rand () + rand () kolayca aklıma gelen hızlı kirli çözüm oldu.

Asla sıfır sonuç vermeyen ve asla taşmayacak basit bir çözüm (tamam, "Hack" olarak adlandırın):

x=(rand()/2)+1    // using divide  -or-
x=(rand()>>1)+1   // using shift which may be faster
                  // compiler optimization may use shift in both cases

Bu, maksimum değerinizi sınırlar, ancak bunu umursamıyorsanız, bu sizin için iyi çalışmalıdır.

0'ı önlemek için şunu deneyin:

int rnumb = rand()%(INT_MAX-1)+1;

Eklemeniz gerekiyor limits.h.

İmzasız tamsayı kullansanız bile, herkesin olası taşma hakkında söyledikleri negatifin nedeni olabilir. Asıl sorun aslında tohum olarak saat / tarih işlevini kullanmaktır. Bu işlevselliğe gerçekten aşina olduysanız, bunu neden söylediğimi tam olarak bileceksiniz. Gerçekten yaptığı gibi, belirli bir tarih / saatten bu yana bir mesafe (geçen süre) vermektir. Tarih / saat işlevselliğinin bir rand () tohumu olarak kullanımı çok yaygın bir uygulama olsa da, gerçekten en iyi seçenek değildir. Konuyla ilgili birçok teori olduğundan ve muhtemelen hepsine giremediğim için daha iyi alternatifler aramalısınız. Bu denkleme taşma olasılığını eklersiniz ve bu yaklaşım baştan mahkumdur.

Rand () + 1'i yayınlayanlar, negatif bir sayı almamalarını garanti etmek için en çok kullanılan çözümü kullanıyorlar. Ancak, bu yaklaşım da en iyi yol değildir.

Yapabileceğiniz en iyi şey, uygun istisna işlemeyi yazmak ve kullanmak için fazladan zaman ayırmaktır ve sadece sıfır sonuçla sonuçlanırsa ve / veya sonunda rand () numarasına ekleyin. Ve negatif sayılarla düzgün bir şekilde başa çıkmak için. Rand () işlevselliği mükemmel değildir ve bu nedenle istenen sonucu elde etmenizi sağlamak için istisna işleme ile birlikte kullanılması gerekir.

Rand () işlevselliğini araştırmak, incelemek ve uygun şekilde uygulamak için fazladan zaman ve çaba harcamak zaman ve çabaya değer. Sadece iki sentim. Çalışmalarınızda iyi şanslar ...