如何在 C 中生成浮点随机值？ （也是负面的）
【问题讨论】：
一般来说，要从任意分布生成随机数，您首先要生成均匀随机数，然后将它们传递给累积分布函数的逆函数。
例如，假设您想要在区间 [-10.0, 10.0] 上均匀分布的随机数，而您得到的只是来自 [0.0, 1.0] 的随机数。 [-10.0, 10.0] 上均匀分布的累积分布函数为：
cdf(x) = 0.05 * x + 0.5 for x in [-10.0, 10.0]
这表示生成的随机数小于 x 的概率。倒数是
icdf(y) = 20.0 * y - 10.0 for y in [0.0, 1.0]
（您可以通过切换 x 和 y 轴在纸上轻松获得）。
因此要获得均匀分布在 [-10.0, 10.0] 上的随机数，您可以使用以下代码：
#include <stdlib.h>
// Returns uniformly distributed random numbers from [0.0, 1.0].
double uniform0to1Random() {
double r = random();
return r / ((double)RAND_MAX + 1);
}
// Returns uniformly distributed random numbers from [-10.0, 10.0].
double myRandom() {
return 20.0 * uniform0to1Random() - 10.0;
}
事实上，您不需要 uniform0to1Random()，因为已经有很多来自 [0.0, 1.0] 的好的统一随机数生成器（例如在 boost 库中）。
您可以使用该方法生成具有几乎任何您想要的概率分布的随机数，方法是对如上所示的逆累积分布进行采样。
更多详情请见http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_transform_sampling。
【讨论】：
以下将为您提供介于 -max/2 到 +max/2 之间的浮点数：
float max = 5000;
float r = max * ((float)rand()/(float)RAND_MAX - 0.5);
【讨论】：
float 和 double 的精度，具体取决于 RAND_MAX 值。由于不能保证它是 2 的幂，因此最好在此处也使用 double（尾数 52+1 而不是仅 23+1 位）resp。通常在这里使用double，以免失去任何精度。尽管如此，rand() 或 RAND_MAX 的一个演员应该就足够了 - 然后另一个操作数恰好被这个接受了。
编辑因为该问题仅针对 C 进行了编辑：
这个页面很有帮助：http://www.geekpedia.com/tutorial39_Random-Number-Generation.html
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
//use this first function to seed the random number generator,
//call this before any of the other functions
void initrand()
{
srand((unsigned)(time(0)));
}
//generates a psuedo-random float between 0.0 and 0.999...
float randfloat()
{
return rand()/(float(RAND_MAX)+1);
}
//generates a psuedo-random float between 0.0 and max
float randfloat(float max)
{
return randfloat()*max;
}
//generates a psuedo-random float between min and max
float randfloat(float min, float max)
{
if (min>max)
return randfloat()*(min-max)+max;
else
return randfloat()*(max-min)+min;
}
//generates a psuedo-random double between 0.0 and 0.999...
double randdouble()
{
return rand()/(double(RAND_MAX)+1);
}
//generates a psuedo-random double between 0.0 and max
double randdouble(double max)
{
return randdouble()*max;
}
//generates a psuedo-random double between min and max
double randdouble(double min, double max)
{
if (min>max)
return randdouble()*(min-max)+max;
else
return randdouble()*(max-min)+min;
}
int main()
{
for (int i=0; i<10; i++)
printf("%f\n", randdouble(-1,3));
}
2.360751
0.577532
2.132397
2.193760
2.646589
-0.209795
0.340891
2.072918
0.111099
1.215880
（注意范围：-1..3）
【讨论】：
double 可以做同样的事情时，使用 float 通常是错误的:-)
GNU 科学库有一些方法。
http://www.gnu.org/s/gsl/manual/html_node/Random-number-generator-algorithms.html
即使您由于许可而无法使用它，它也应该为您提供一些谷歌的名字。
boost 随机库 (C++) 对双精度和浮点数使用滞后斐波那契和 ranlux 算法，因此它们可能是您的另一种选择。 （方法不是 boost 库，因为它是 C++）
这些技术通常会在 0 -- 1 范围内为您提供结果。通过使用 R = rmin + v* (rmax-rmin) 其中 v 在 0 -- 1 中，您将在 rmin -- rmax 中得到 R
【讨论】：
看看Boost.Random：
http://www.boost.org/doc/libs/1_47_0/doc/html/boost_random.html
您可以通过这种方式获得浮点随机值：
boost::mt19937 base_rng;
boost::uniform_01<> u01;
boost::variate_generator<boost::mt19937&, boost::uniform_01<> > rng(base_rng, u01);
rng(); // draws a random number
请注意，新 C++ 标准现在提供随机数生成工具：
http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/latest-doxygen/a01617.html
【讨论】：
你可以使用
rand() / (double)RAND_MAX /* 0 <= random number <= 1 */
rand() / (RAND_MAX + 1.0) /* 0 <= random number < 1 */
用于 0 到 1 之间的随机数。
然后乘以您想要的范围并添加初始值。
比如获取随机数0 <= X < 4.2
double tmp = rand() / (RAND_MAX + 1.0)
X = tmp * 4.2;
获取随机数-21.1 <= X <= 37.5
double tmp = rand() / (double)RAND_MAX
X = tmp * (37.5 + 21.1);
X = X - 21.1;
【讨论】：
我知道的最简单的方法：
int randNum = rand();
float floatRand = randNum/RAND_MAX;
floatRand 是 [0,1] 中的随机浮点数。但是，这种方法的分辨率受限于 RAND_MAX..
[编辑]： 要获得负值，请生成另一个随机数，如果它大于 RAND_MAX/2，则将前者乘以 (-1)。
【讨论】：
randNum 是int 类型； RAND_MAX 与 "integer constant expression" 相同。将第一个除以第二个将总是计算为0。
这将生成随机[任何可表示的浮点数]：
#include <stdio.h>
float randfdev(void)
{
float tmp;
int fd = open("/dev/urandom",O_RDONLY);
read(fd,&tmp,sizeof tmp);
return tmp;
}
注意：
【讨论】：