Как генерировать случайные числа в C с соответствующим интервалом?

Question

Мне пришлось сгенерировать заданное количество случайных значений с плавающей точкой в ​​диапазоне [1,10] для некоторого кода. Однако из-за некоторых ограничений интервал между случайными числами должен быть не менее dx (учитывая).

Я использую кодовые блоки. (float)rand()/(float)(RAND_MAX/(10)) генерирует случайные числа в диапазоне.

Теперь, чтобы достичь желаемого расстояния, как было сказано ранее, любые предложения по простой стратегии, легко реализуемые в C?

Answer 1

Самый простой способ сделать это без смещения - это продолжать генерировать случайные числа, пока они не удовлетворяют критериям:

#include <stdbool.h>
#include <stddef.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>


bool check_spacing(float* of, size_t count, float spacing) {
    // n^2 algorithm, but can be reduced to n lg n if you sort and then just compare to
    // previous item and either allocate a copy to sort or shuffle afterwards
    for (size_t i = 1; i < count; ++i) {
        for (size_t j = 0; j < i; ++j) {
            if (fabsf(of[i] - of[j]) <= spacing) return false;
        }
    }

    return true;
}

void generate_until_spacing(float* to, size_t count, float spacing, float rng(void*), void* context) {
    do {
        for (size_t i = 0; i < count; ++i) to[i] = rng(context);
    } while (!check_spacing(to, count, spacing));
}

float frng(void* context) {
    // Your original rng should have looked like `1 + rand() / (RAND_MAX / 9f)`
    // for range [1, 10], or `rand() / (RAND_MAX / 10f)` for range [0, 10]
    float* min_max = context;
    float min = min_max[0];
    float max = min_max[1];
    return min + (rand() / (RAND_MAX / (max - min)));
}

int main(void) {
    srand(time(NULL));

    float spacing = 0.2;
    float min = 1;
    float max = 10;

    float numbers[10];
    generate_until_spacing(numbers, 10, spacing, frng, (float[]) { min, max });

    for (size_t i = 0; i < 10; ++i) {
        printf(i == 0 ? "%f" : ", %f", numbers[i]);
    }
    putchar('\n');
}

Это гарантирует, что все сгенерированные числа действительно независимы (насколько позволяет ваш rng) .

Если после выбора номера вы должны были сгенерировать числа из уменьшенного диапазона, числа с экстремальными значениями более вероятны, так как они с меньшей вероятностью окажутся в уменьшенном диапазоне. Хотя это может быть хорошо для вашего приложения и, вероятно, будет намного быстрее.

Генерация в большем диапазоне и деление эквивалентны генерации в меньшем диапазоне, поэтому это не решает проблему (или Вы ограничиваете себя целочисленными коэффициентами dx, что, вероятно, не то, что вы хотите).