两种经典方法解决随机数生成问题--利用rand5得到rand7

本文主要是介绍两种经典方法解决随机数生成问题--利用rand5得到rand7，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

两种方法：

等概率得到0和1，然后利用二进制移位运算生成随机数
基于N * (randN - 1) + randN，可以等概率地生成1-N*N之间的数字

以 利用rand5得到rand7 为例说明

# 一个函数可以实现1-5的随机数，设计另一个函数，实现1-7的随机数
class Rand2rand:def f5(self):return int(random.random() * 5) + 1# 等概率得到0和1def g01(self):while True:tmp = self.f5()if tmp < 3:return 0elif tmp > 3:return 1else:continue# 等概率得到0-6def f06(self):while True:tmp = (self.g01() << 2) + (self.g01() << 1) + (self.g01() << 0)if tmp == 7:continueelse:return tmp# 等概率得到1-7def f17(self):return self.f06() + 1# 验证结果def testRes(self, testTimes: int, rand_generator):arr = [0] * 7for i in range(testTimes):tmp = rand_generator()arr[tmp - 1] += 1for i in range(len(arr)):print(f'{i + 1} 出现了 {arr[i]} 次')def f17_2(self):# 5*(self.f5()-1) 等概率产生 0， 5， 10， 15， 20# self.f5() 等概率产生 1，2，3，4，5# 想加后，等概率产生 1-25# rand5()可以得到rand25()# rand25()可以得到rand625()# 总结，若randN() 可以随机生成1-N，那么N*(randN()-1) + randN() 可以随机生成 1-N**2randVal = 22while randVal > 21:randVal = 5 * (self.f5() - 1) + self.f5()return 1 + randVal % 7# 结果验证
if __name__ == '__main__':obj = Rand2rand()rand_gen1 = obj.f17rand_gen2 = obj.f17_2obj.testRes(1000000, rand_gen2)


class Rand2randGeneral:"""更一般的问题，给定一个可以产出[min, max]之间的等概率随机数函数，生成一个可以等概率生成[from, to]之间的随机数函数"""def __init__(self, min, max):self.min = minself.max = maxdef randomBox(self):diff = int(random.random() * (self.max - self.min + 1))randomValue = self.min + diffreturn randomValuedef getrand01(self):size = self.max - self.min + 1# 判断size 是奇数还是偶数isOdd = True if (size & 1) != 0 else Falsemid = int(size / 2)while True:ans = self.randomBox() - self.minif isOdd and ans == mid:continueelif ans < mid:return 0else:return 1def getRandGeneral(self, fromValue, toValue):if fromValue == toValue:return fromValuerangeVal = toValue - fromValuenum = 1while (1 << num) - 1 < rangeVal:num += 1while True:ans = 0for i in range(num):ans |= self.getrand01() << iif ans > rangeVal:continueelse:return ans + fromValue