一種快速可預製的隨機陣列產生方法(轉)

一種快速可預製的隨機陣列產生方法(轉)[@more@]

　　在工程軟體的設計和安全系統設計中，建立模型、產生密碼經常需要使用到隨機陣列。然而計算機不會產生絕對隨機的隨機數，計算機只能產生“偽隨機數”。其實絕對隨機的隨機數只是一種理想的隨機數，即使計算機怎樣發展，它也不會產生一串絕對隨機的隨機數。計算機只能生成相對的隨機數，即偽隨機數。

　　偽隨機數並不是假隨機數，而是指有規律的數，事實上都是由計算機經過一定的演算法計算得到的。大家常用的方法是根據一個給定的數作為種子，如採用變化的時間作為種子，呼叫srand((unsigned)time(NULL))後執行rand()從而獲得一個隨機數。很顯然，相同或相近的種子得到的隨機數將會是完全一樣或互相接近。

　　因此要產生真正意義的隨機數，那麼種子首先必須是隨機的。隨機的種子可以透過外接的硬體隨機發生器產生，據說最新的intel處理器即採用了讀取cpu上熱噪聲的方法來獲取隨機數。當無法利用硬體的隨機發生器時，我們常採用的辦法是，在兩次呼叫srand((unsigned)time(NULL))之間加入一定時間的延時。但當需要產生一個很大的隨機陣列時，這種延時是漫長而不可忍受的。而且事實上由於延時具有規律性，產生的隨機數也不那麼隨機。

　　一種容易想到的產生隨機陣列的方法是設計出複雜的演算法，從而減小陣列結果的規律性。這種方法需要很高的技巧，也不太適合一般程式的呼叫。

　　此外，在很多情況下，我們不僅要求產生隨機的陣列，同時還對產生的陣列有統計規律上的要求。如必須服從正態分佈，均勻分佈等。簡單的呼叫srand和rand函式無法滿足需要。

　　Matlab是一種功能強大的工程數學軟體，利用其隨機陣列產生模組，我們能很容易的得到服從各種分佈形式的大陣列，其隨機數產生的原理即是基於複雜的演算法的。因此我們自然想到利用matlab產生的隨機數表來作為隨機數池，從中獲得我們所需要的隨機陣列。

　　本隨機陣列產生方法由三部分組成：其一是txt檔案的隨機數池，這裡我利用matlab產生1000個服從正態分佈的隨機數，10個一排，每兩個數字之間間隔3個空格，行首3個空格存為文字文件，第一個數序號為0，然後按先行後列序號依次排列到999；其二和三分別是從隨機數池中撈取隨機數的函式類的.h檔案和.cpp檔案。

　　在撈取隨機函式的函式類中，定義CStdioFile的file1，開啟作為隨機數池的txt文件。首先以時間作為種子，產生一個0－999的隨機數，讀取隨機數池中從以這個值為序號的開始的數，直到讀夠所需的隨機陣列。序號如果超出數池的範圍則跳到數池的開始，繼續讀取。

　　呼叫本函式類，需要輸入int m_Collect_Times,double *a_Random,int m_Txt_Line,int m_Txt_Row,int m_Txt_Spacing分別代表取點個數、取得的隨機陣列的儲存位置、隨機數池行數、列數、數池中兩數間空格個數。並將"C:YgDebug amdom1000txt"改為你的隨機數池檔案的位置，" "中的空格數改為你所使用的空格數。

　　下面為本函式類中的主要函式程式碼：

　　void CRandomArrayFromTxt::GetRandomArrayFromTxt(int m_Collect_Times,

　　double *a_Random,

　　int m_Txt_Line,

　　int m_Txt_Row,

　　int m_Txt_Spacing)

　　{

　　int m,mx,my,cl;

　　srand((unsigned)time(NULL));　// 生成時間種子

　　m=rand()%m_Txt_Line;　　　　　// 返回一個0-m_Txt_Line-1的隨機數

　　mx=m%m_Txt_Row;　　　　　　　 // 查表起始位置的列號，檔案頭為0行0列

　　my=m/m_Txt_Row;　　　　　　　 // 查表起始位置的行號

　　cl=(m_Collect_Times+mx-1)/m_Txt_Row+1;　// 需要從數表中讀取的行數

　　// 開啟txt文字的數表。

　　CStdioFile file1( "C:YgDebug amdom1000.txt",

　　Cfile::modeNoTruncate | Cfile::modeRead | Cfile::typeText);

　　CString strc;

　　int ct=0;　// 用於記錄當前已經取得的隨機數個數

　　for(m=0;m　　{

　　file1.ReadString(strc);

　　}

　　// 取出有用的行，直到取夠為之

　　for(int n=0;n　　{

　　if(n+my==m_Txt_Line)

　　file1.SeekToBegin();

　　// 數表不夠長，重新定位到檔案頭

　　file1.ReadString(strc);

　　if(n==0) // 如果是取得的第一行

　　{

　　int aw1,aw2;

　　aw1=strc.GetLength();

　　for(m=0;m　　{

　　aw1=strc.GetLength();

　　aw2=strc.Find("　 "); // 找到作為間隔的前三個空格所在位置

　　strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字串

　　}

　　// 下面取出剩下的字串中每三個空格前面的字串，就是所要查一個資料

　　for(m=0;m　　{

　　aw2=strc.Find("　");// 找到作為間隔的後三個空格所在位置

　　if(mx==m_Txt_Row-1||m==m_Txt_Row-mx-1)

　　a_Random[ct]=atof(strc);

　　else

　　a_Random[ct]=atof(strc.Left(aw2)); // 儲存資料到陣列

　　aw1=strc.GetLength();

　　aw2=strc.Find("　 ");　 // 找到作為間隔的前三個空格所在位置

　　strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字串

　　ct++;

　　}

　　}

　　else

　　{

　　GetRandomArrayFromALine(strc,a_Random,

　　m_Collect_Times,

　　m_Txt_Row,

　　m_Txt_Spacing,

　　ct);

　　ct+=m_Txt_Row;

　　}

　　}

　　file1.Close();

　　}

　　///////////////////////

　　// 從一行中取出數字

　　///////////////////////

　　void CRandomArrayFromTxt::GetRandomArrayFromALine(CString strc,

　　double *a_Random,

　　int m_Collect_Times,

　　int m_Txt_Row,

　　int m_Txt_Spacing,

　　int ct)

　　{

　　int aw1,aw2;

　　aw1=strc.GetLength();

　　aw2=strc.Find("　 ");

　　strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字串

　　for(int m=0;m　　{

　　aw2=strc.Find("　 ");

　　if(m==m_Txt_Row-1)

　　a_Random[ct]=atof(strc);

　　else

　　a_Random[ct]=atof(strc.Left(aw2));// 儲存資料到陣列

　　aw1=strc.GetLength();

　　aw2=strc.Find("　 ");// 找到作為間隔的前三個空格所在位置

　　strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字串

　　ct++;

　　}