Wie kann ich in C wirklich erwartungstreue zufällige ganze Zahlen generieren?

Unvoreingenommene Generierung zufälliger Ganzzahlen mit std::random_device

Beim Streben nach der Generierung gleichmäßig verteilter Zufallszahlen rühren die anfänglichen Bedenken von den Mängeln her der Verwendung von rand(). Um diese Probleme anzugehen, bietet die C-Standardbibliothek eine robustere und effizientere Lösung.

Die Grundlage der Zufallszahlengenerierung liegt in der Verwendung einer Zufallszahlen-Engine, die mit einer externen Quelle gesät wird. In diesem Fall dient std::random_device als Seeding-Mechanismus und stellt einen nicht deterministischen Anfangswert bereit, der zum Generieren nachfolgender Zufallszahlen verwendet wird.

Die bevorzugte Wahl für die Zufallszahlen-Engine ist std::mt19937 , unter Verwendung des Mersenne-Twister-Algorithmus. Diese Engine weist hervorragende statistische Eigenschaften auf und hat sich als äußerst leistungsfähig erwiesen.

Um unverzerrte Zufallszahlen innerhalb eines bestimmten Bereichs zu generieren, verwenden wir std::uniform_int_distribution. Diese Verteilung stellt sicher, dass alle Werte innerhalb des Bereichs mit gleicher Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden.

Der folgende Code fasst diese Konzepte zusammen:

#include <random>

std::random_device rd;
std::mt19937 rng(rd());
std::uniform_int_distribution<int> uni(min, max);

auto random_integer = uni(rng);

Durch die Verwendung dieses Ansatzes können Entwickler auf die Einheitlichkeit vertrauen ihrer zufällig generierten Ganzzahlen, wodurch mögliche Verzerrungen beseitigt und zuverlässige und vorhersehbare Ergebnisse gewährleistet werden.

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