如何在 Prolog 中生成正态分布的随机数？答案

【问题标题】：How to generate normal distributed random numbers in Prolog?如何在 Prolog 中生成正态分布的随机数？
【发布时间】：2017-11-14 04:25:43
【问题描述】：

我是 Prolog 的初学者。我想知道如何在 Prolog 中生成正态分布的随机数。我所知道的是使用来自library(random) 的maybe 可以设置概率。但是当涉及到随机分布时呢？

【问题讨论】：

您在library(random)（即random/1）中有一个统一分布，因此您必须使用算法将其转换为其他分布，如in this question 所述。

标签： random prolog probability

【解决方案1】：

一般来说，语言为您提供 0 到 1 的均匀分布。有多种算法可以从该均匀分布变为另一个分布，但这种情况特别常见，因此有几种方法可以做到这一点。

如果您需要正态分布中的少量随机值，Box-Muller transform 是一个非常简单的算法，它相当于对一些均匀随机值进行一些数学运算：

random_normal(N) :-
    random(U1), random(U2),
    Z0 is sqrt(-2 * log(U1)) * cos(2*pi*U2),
    Z1 is sqrt(-2 * log(U1)) * sin(2*pi*U2),
    (N = Z0 ; N = Z1).

此算法消耗两个统一值并产生两个正常值。我提供两种解决方案。对于某些应用程序，其他方法可能会更好。例如，您可以使用asserta/1 和retract/1 来缓存第二个值并在不计算的情况下使用它，尽管在动态存储中搞乱可能与做其他工作一样糟糕（您必须对其进行基准测试） .用法如下：

?- random_normal(Z).
Z = -1.2418135230345024 ;
Z = -1.1135242997982466.

?- random_normal(Z).
Z = 0.6266801862581797 ;
Z = -0.4934840828548163.

?- random_normal(Z).
Z = 0.5525713772053663 ;
Z = -0.7118660644436128.

我对此不是很有信心，但它可能会让你克服困难。

【讨论】：

非常感谢！对我帮助很大！

【解决方案2】：

如果您使用的是 SWI-Prolog 或 SWISH，那么另一种选择是使用嵌入式 R，它在统计数据和概率方面为您提供了很大的灵活性。

http://swish.swi-prolog.org/example/Rserve.swinb

R project 提供统计计算和数据可视化。 SWISH可以通过Rserve访问R。

Integrative statistics with R:

Real 是一个基于 c 的接口，用于将 R 连接到 Prolog。有关更多信息，请参阅 doc/html/real.html 中的文档。 doc/guide.pdf 中还有一篇论文 [1] 和用户指南。

Real 适用于当前版本的 SWI 和 YAP。从 1.1 版开始，支持在 SWI 网络服务器上使用 Real。

【讨论】：