關於matlab生成隨機數

一，matlab中生成隨機數主要有三個函式：rand, randn,randi

1，rand  生成均勻分佈的偽隨機數。分佈在（0~1）之間

   主要語法：rand(m,n)生成m行n列的均勻分佈的偽隨機數

             rand(m,n,'double')生成指定精度的均勻分佈的偽隨機數，引數還可以是'single'

             rand(RandStream,m,n)利用指定的RandStream(我理解為隨機種子)生成偽隨機數

2，randn 生成標準正態分佈的偽隨機數（均值為0，方差為1）

   主要語法：和上面一樣

3, randi 生成均勻分佈的偽隨機整數

   主要語法：randi（iMax）在開區間（0，iMax）生成均勻分佈的偽隨機整數

             randi（iMax，m，n）在開區間（0，iMax）生成mXn型隨機矩陣

             r = randi([iMin,iMax],m,n)在開區間（iMin，iMax）生成mXn型隨機矩陣

示例驗證：

均值分佈

         概率分佈圖：

            y=rand(1,3000000);
            hist(y,2000);

            

         散點圖：

            y=rand(1,3000000);
            plot(y)

            

 

 

正態分佈

         概率分佈圖：

           y=randn(1,3000000);
           hist(y,2000);

           

 

         散點圖：

           y=randn(1,3000000);
           plot(y);

           

二，關於隨機種子，偽隨機數的重複生成

正常情況下每次呼叫相同指令例如rand生成的偽隨機數是不同的，

例如：

rand(1,3)

rand(1,3)

matlab的輸出為:

ans =
   0.139043482536049   0.734007633362635   0.194791464843949
ans =
   0.602204766324215   0.937923745019422   0.149285414707192

如何使兩個語句生成的隨機數相等呢？

Matlab幫助中的下面章節有所敘述：

Managing the Default Stream

管理預設（預設）流

 

rand, randn, and randi draw random numbers from an underlying random number stream, called the default stream. The @RandStream class allows you to get a handle to the default stream and control random number generation.

rand,randn,和randi 從一個基礎的隨機數流中得到隨機數，叫做預設流。你可以通過 @RandStream 類得到預設流的控制程式碼從而控制隨機數的生成。

Get a handle to the default stream as follows:

以下為得到預設流控制程式碼的程式碼：

defaultStream=RandStream.getDefaultStream defaultStream = mt19937ar random stream (current default) Seed: 0 RandnAlg: Ziggurat

Return the properties of the stream object with the get method:
用get方法返回流物件屬性：

get(defaultStream) Type: 'mt19937ar' NumStreams: 1 StreamIndex: 1 Substream: 1 Seed: 0 State: [625x1 uint32] RandnAlg: 'Ziggurat' Antithetic: 0 FullPrecision: 1

The State property is the internal state of the generator. You can save the State ofdefaultStream.
state屬性是發生器的內部狀態，你可以儲存預設流的狀態：

myState=defaultStream.State;

Using myState, you can restore the state of defaultStream and reproduce previous results.
利用myState你可以恢復預設流狀態重新生成前面的結果：

myState=defaultStream.State; A=rand(1,100); defaultStream.State=myState; B=rand(1,100); isequal(A,B) ans = 1

你也可以直接使用@RandStream 類的reset靜態方法重置種子狀態來獲取相同的隨機生成序列，下面是示例程式碼:

stream = RandStream.getDefaultStream;%獲取預設的隨機種子（暫時這麼叫，幫助有詳細解釋）
reset(stream);%重置
rand(stream,1,3)
reset(stream);%重置
rand(stream,1,3)

matlab的輸出為：

ans =
   0.814723686393179   0.905791937075619   0.126986816293506
ans =
   0.814723686393179   0.905791937075619   0.126986816293506

可以看出生成的隨機碼是相等的，這樣可以用於重複實驗上來

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