Как получить случайное двойное значение из случайных значений байтового массива? - PullRequest
Новая
       19

Как получить случайное двойное значение из случайных значений байтового массива?

5 голосов
/ 31 декабря 2008

Я хотел бы использовать RNGCryptoServiceProvider в качестве источника случайных чисел. Поскольку он может выводить их только в виде массива байтовых значений, как я могу преобразовать их в двойное значение от 0 до 1, сохраняя при этом однородность результатов?

Ответы [ 4 ]

12 голосов
/ 31 декабря 2008 
byte[] result = new byte[8];
rng.GetBytes(result);
return (double)BitConverter.ToUInt64(result,0) / ulong.MaxValue;
6 голосов
/ 25 октября 2015

Вот как бы я это сделал. 

private static readonly System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider _secureRng;
public static double NextSecureDouble()
{
  var bytes = new byte[8];
  _secureRng.GetBytes(bytes);
  var v = BitConverter.ToUInt64(bytes, 0);
  // We only use the 53-bits of integer precision available in a IEEE 754 64-bit double.
  // The result is a fraction, 
  // r = (0, 9007199254740991) / 9007199254740992 where 0 <= r && r < 1.
  v &= ((1UL << 53) - 1);
  var r = (double)v / (double)(1UL << 53);
  return r;
}

По совпадению 9007199254740991 / 9007199254740992 is ~= 0.99999999999999988897769753748436 - это то, что метод Random.NextDouble вернет в качестве максимального значения (см. https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.random.nextdouble(v=vs.110).aspx).

Как правило, стандартное отклонение непрерывного равномерного распределения составляет (max - min) / sqrt (12).

При размере выборки 1000 я надежно получаю погрешность в 2%.

При размере выборки 10000 я надежно получаю погрешность в 1%.

Вот как я проверил эти результаты. 

[Test]
public void Randomness_SecureDoubleTest()
{
  RunTrials(1000, 0.02);
  RunTrials(10000, 0.01);
}

private static void RunTrials(int sampleSize, double errorMargin)
{
  var q = new Queue<double>();

  while (q.Count < sampleSize)
  {
    q.Enqueue(Randomness.NextSecureDouble());
  }

  for (int k = 0; k < 1000; k++)
  {
    // rotate
    q.Dequeue();
    q.Enqueue(Randomness.NextSecureDouble());

    var avg = q.Average();

    // Dividing by n−1 gives a better estimate of the population standard
    // deviation for the larger parent population than dividing by n, 
    // which gives a result which is correct for the sample only.

    var actual = Math.Sqrt(q.Sum(x => (x - avg) * (x - avg)) / (q.Count - 1));

    // see http://stats.stackexchange.com/a/1014/4576

    var expected = (q.Max() - q.Min()) / Math.Sqrt(12);

    Assert.AreEqual(expected, actual, errorMargin);
  }
}
0 голосов
/ 31 декабря 2008

Используйте BitConverter для преобразования последовательности случайных байтов в Double: 

byte[] random_bytes = new byte[8];  // BitConverter will expect an 8-byte array
new RNGCryptoServiceProvider().GetBytes(random_bytes);

double my_random_double = BitConverter.ToDouble(random_bytes, 0);
0 голосов
/ 31 декабря 2008

Вы можете использовать метод BitConverter.ToDouble (...). Он принимает байтовый массив и возвращает Double. Это соответствующие методы для большинства других примитивных типов, а также метод перехода от примитивов к байтовому массиву.

...