生成 0 到 1 之间的随机浮点数

Question

我正在尝试生成一个介于 0 和 1 之间的随机数。我一直在阅读有关 arc4random() 的内容，但没有任何有关从中获取浮点数的信息。我该怎么做？

Answer 1

[0, 1[ 中的随机值（包括 0，不包括 1）：

double val = ((double)arc4random() / UINT32_MAX);

更多详细信息 此处。

实际范围为 [0, 0.999999999767169356]，上限为 (double)0xFFFFFFFF / 0x100000000。

Answer 2

// Seed (only once)
srand48(time(0));

double x = drand48();

// Swift version
// Seed (only once)
srand48(Int(Date().timeIntervalSince1970))

let x = drand48()

drand48() 和 erand48() 函数返回非负、双精度浮点值，均匀分布在区间 [0.0 , 1.0] 上。

Answer 3

对于 Swift 4.2+，请参阅：https://stackoverflow.com/a/50733095/1033581

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以下是 ObjC 和 Swift 4.1 的正确一致性和最佳精度的建议。

32 位精度（Float 的最佳选择）

[0, 1] 中的统一随机值（包括 0.0 和 1.0），最高 32 位精度：

Obj-C ：

float val = (float)arc4random() / UINT32_MAX;

Swift：

let val = Float(arc4random()) / Float(UInt32.max)

最适合：

• 的有效数精度为 24 位的 Float（或 Float32）

尾数48 位精度（不鼓励）

使用 drand48 可以轻松实现 48 位精度（在底层使用 arc4random_buf）。但请注意 drand48 有缺陷，因为种子要求以及随机化所有 52 位双尾数的次优结果。

[0, 1] 中的统一随机值，48 位精度：

Swift：

// seed (only needed once)
srand48(Int(Date.timeIntervalSinceReferenceDate))
// random Double value
let val = drand48()

64 位精度（最适合 Double 和 Float80< /code>)

[0, 1] 中的统一随机值（包括 0.0 和 1.0），最高 64 位精度：

Swift，使用两次 arc4random 调用：

let arc4random64 = UInt64(arc4random()) << 32 &+ UInt64(arc4random())
let val = Float80(arc4random64) / Float80(UInt64.max)

Swift，使用对 arc4random_buf 的一次调用：

var arc4random64: UInt64 = 0
arc4random_buf(&arc4random64, MemoryLayout.size(ofValue: arc4random64))
let val = Float80(arc4random64) / Float80(UInt64.max)

它最适合：

• Double （或 Float64），其尾数的有效数精度为 52 位
• < code>Float80 其尾数的有效数精度为 64 位

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注释

与其他方法的比较

范围不包括边界之一（0 或 1）的答案可能会受到均匀性偏差的影响，应避免。

• 使用 arc4random()，最佳精度为 1 / 0xFFFFFFFF (UINT32_MAX)
• 使用 arc4random_uniform()，最佳精度为 1 / 0xFFFFFFFE (UINT32_MAX-1)
• 使用 rand( ) (秘密使用 arc4random)，
• 使用 random() 的最佳精度是 1 / 0x7FFFFFFF (RAND_MAX) (秘密使用 arc4random)，最佳精度为 1 / 0x7FFFFFFF (RAND_MAX)

从数学上讲，通过一次调用 arc4random< 不可能达到高于 32 位的精度/code>、arc4random_uniform、rand 或 random。所以我们上面的32位和64位解决方案应该是我们能实现的最好的。

Answer 4

此函数也适用于负浮点范围：

float randomFloat(float Min, float Max){
    return ((arc4random()%RAND_MAX)/(RAND_MAX*1.0))*(Max-Min)+Min;
}

Answer 5

Swift 4.2+

Swift 4.2 添加了对范围内随机值的本机支持：

let x = Float.random(in: 0.0...1.0)
let y = Double.random(in: 0.0...1.0)
let z = Float80.random(in: 0.0...1.0)

文档：

• <代码>随机（范围：ClosedRange）
• 随机（范围：范围）
• 随机（范围：ClosedRange）
• 随机（范围：范围）
• 随机（范围：ClosedRange）
• 随机（范围：Range）

Answer 6

(float)rand() / RAND_MAX

上一篇文章单独指出“rand()”是不正确的。
这是使用 rand() 的正确方法。

这将创建一个 0 -> 之间的数字。 1

BSD 文档：

rand() 函数计算
中的伪随机整数序列
范围为 0 到 RAND_MAX（由头文件“stdlib.h”定义）。

Answer 7

这是 Float 随机数 Swift 3.1 的扩展

// MARK: Float Extension

public extension Float {

    /// Returns a random floating point number between 0.0 and 1.0, inclusive.
    public static var random: Float {
        return Float(arc4random()) / Float(UInt32.max))
    }

    /// Random float between 0 and n-1.
    ///
    /// - Parameter n:  Interval max
    /// - Returns:      Returns a random float point number between 0 and n max
    public static func random(min: Float, max: Float) -> Float {
        return Float.random * (max - min) + min
    }
}

Answer 8

Swift 4.2

Swift 4.2 在标准库中包含了一个原生且功能相当齐全的随机数 API。 (Swift Evolution 提案 SE-0202)

let intBetween0to9 = Int.random(in: 0...9) 
let doubleBetween0to1 = Double.random(in: 0...1)

所有数字类型都具有静态 random(in:) 函数它获取范围并返回给定范围内的随机数。

Answer 9

使用它可以避免 arc4random() 上限出现问题。

u_int32_t upper_bound = 1000000;

float r = arc4random_uniform(upper_bound)*1.0/upper_bound;

请注意，它适用于 MAC_10_7、IPHONE_4_3 及更高版本。

Answer 10

arc4random 的范围最大为 0x100000000 (4294967296)

这是生成 0 到 1 之间随机数的另一个不错的选择：

srand48(time(0));      // pseudo-random number initializer.
double r = drand48();

Answer 11

float x = arc4random() % 11 * 0.1;

这会产生 0 和 1 之间的随机浮点数。
更多信息在这里

Answer 12

rand() 

默认情况下生成 0 到 1 之间的随机数（浮点数）。