Как создать случайное значение BigInteger в Java?

мне нужно сгенерировать произвольно большие случайные целые числа в диапазоне от 0 (включительно) до n (эксклюзив). Моей первой мыслью было позвонить nextDouble и умножить на n, но как только n становится больше 253, результаты не будут равномерно распределены.



BigInteger имеет следующий конструктор:



public BigInteger(int numBits, Random rnd)



создает случайно сгенерированный BigInteger, равномерно распределенный по диапазону 0 до (2кол-во бит - 1) включительно.




как это можно использовать для получения случайного значения в диапазоне 0-n, где n не является степенью 2?

1013   7  

7 ответов:

использовать цикл:

BigInteger r;
do {
    r = new BigInteger(n.bitLength(), rnd);
} while (r.compareTo(n) >= 0);

в среднем для этого потребуется менее двух итераций, и выбор будет равномерным.

Edit: если ваш ГСЧ дорого, вы можете ограничить количество итераций следующим образом:

int nlen = n.bitLength();
BigInteger nm1 = n.subtract(BigInteger.ONE);
BigInteger r, s;
do {
    s = new BigInteger(nlen + 100, rnd);
    r = s.mod(n);
} while (s.subtract(r).add(nm1).bitLength() >= nlen + 100);
// result is in 'r'

С этой версией крайне маловероятно, что цикл берется более одного раза (менее одного шанса в 2^100, т. е. гораздо меньше, чем вероятность того, что хост-машина спонтанно загорается в следующую секунду). С другой стороны,mod() операция является вычислительно дорогой, поэтому эта версия, вероятно, медленнее, чем предыдущая, если только rnd например, если очень медленно.

40  
2010-02-19 20:40:32

следующий метод использует BigInteger(int numBits, Random rnd) конструктор и отклоняет результат, если он больше указанного n.

public BigInteger nextRandomBigInteger(BigInteger n) {
    Random rand = new Random();
    BigInteger result = new BigInteger(n.bitLength(), rand);
    while( result.compareTo(n) >= 0 ) {
        result = new BigInteger(n.bitLength(), rand);
    }
    return result;
}

недостатком этого является то, что конструктор вызывается неопределенное количество раз, но в худшем случае (n чуть больше степени 2) ожидаемое количество вызовов конструктора должно быть только около 2 раз.

17  
2010-02-19 19:46:06

самым простым подходом (довольно длинным путем) было бы использовать указанный конструктор для генерации случайного числа с правильным количеством битов (floor(log2 n) + 1), а потом выбросить, если он больше N. В худшем случае (например, число в диапазоне [0, 2n + 1) вы выбросите чуть менее половины значений, которые вы создаете, в среднем.

13  
2011-03-16 21:24:02

почему бы не построить случайный BigInteger, а затем построить BigDecimal из него ? Есть конструктор в BigDecimal:public BigDecimal(BigInteger unscaledVal, int scale) Это кажется уместным здесь, нет ? Дайте ему случайный BigInteger и случайный масштаб int, и у вас будет случайный BigDecimal. Нет ?

0  
2010-02-18 18:31:08

вот как я это делаю в классе под названием Generic_BigInteger доступны через: общий исходный код веб-страницы Энди Тернера

/**
 * There are methods to get large random numbers. Indeed, there is a
 * constructor for BigDecimal that allows for this, but only for uniform
 * distributions over a binary power range.
 * @param a_Random
 * @param upperLimit
 * @return a random integer as a BigInteger between 0 and upperLimit
 * inclusive
 */
public static BigInteger getRandom(
        Generic_Number a_Generic_Number,
        BigInteger upperLimit) {
    // Special cases
    if (upperLimit.compareTo(BigInteger.ZERO) == 0) {
        return BigInteger.ZERO;
    }
    String upperLimit_String = upperLimit.toString();
    int upperLimitStringLength = upperLimit_String.length();
    Random[] random = a_Generic_Number.get_RandomArrayMinLength(
        upperLimitStringLength);
    if (upperLimit.compareTo(BigInteger.ONE) == 0) {
        if (random[0].nextBoolean()) {
            return BigInteger.ONE;
        } else {
            return BigInteger.ZERO;
        }
    }
    int startIndex = 0;
    int endIndex = 1;
    String result_String = "";
    int digit;
    int upperLimitDigit;
    int i;
    // Take care not to assign any digit that will result in a number larger
    // upperLimit
    for (i = 0; i < upperLimitStringLength; i ++){
        upperLimitDigit = new Integer(
                upperLimit_String.substring(startIndex,endIndex));
        startIndex ++;
        endIndex ++;
        digit = random[i].nextInt(upperLimitDigit + 1);
        if (digit != upperLimitDigit){
            break;
        }
        result_String += digit;
    }
    // Once something smaller than upperLimit guaranteed, assign any digit
    // between zero and nine inclusive
    for (i = i + 1; i < upperLimitStringLength; i ++) {
        digit = random[i].nextInt(10);
        result_String += digit;
    }
    // Tidy values starting with zero(s)
    while (result_String.startsWith("0")) {
        if (result_String.length() > 1) {
            result_String = result_String.substring(1);
        } else {
            break;
        }
    }
    BigInteger result = new BigInteger(result_String);
    return result;
}
0  
2011-02-17 13:05:58

просто используйте модульное сокращение

new BigInteger(n.bitLength(), new SecureRandom()).mod(n)
0  
2017-10-30 16:32:11

скомпилируйте этот код F# в DLL, и вы также можете ссылаться на него в своем C# / VB.NET программы

type BigIntegerRandom() =
    static let internalRandom = new Random()

    /// Returns a BigInteger random number of the specified number of bytes.
    static member RandomBigInteger(numBytes:int, rand:Random) =
        let r = if rand=null then internalRandom else rand
        let bytes : byte[] = Array.zeroCreate (numBytes+1)
        r.NextBytes(bytes)
        bytes.[numBytes] <- 0uy
        bigint bytes

    /// Returns a BigInteger random number from 0 (inclusive) to max (exclusive).
    static member RandomBigInteger(max:bigint, rand:Random) =
        let rec getNumBytesInRange num bytes = if max < num then bytes else getNumBytesInRange (num * 256I) bytes+1
        let bytesNeeded = getNumBytesInRange 256I 1
        BigIntegerRandom.RandomBigInteger(bytesNeeded, rand) % max

    /// Returns a BigInteger random number from min (inclusive) to max (exclusive).
    static member RandomBigInteger(min:bigint, max:bigint, rand:Random) =
        BigIntegerRandom.RandomBigInteger(max - min, rand) + min
-2  
2016-11-13 19:07:47

Comments

    Ничего не найдено.
Click here to cancel reply.