本文介紹了一種簡單、快捷、實用的隨機數組產生方法，經調試通過。附件為全部程序代碼請審閱。
在工程軟件的設計和安全系統設計中，建立模型、產生密碼經常需要使用到隨機數組。然而計算機不會產生絕對隨機的隨機數，計算機只能產生“偽隨機數”。其實絕對隨機的隨機數只是一種理想的隨機數，即使計算機怎樣發展，它也不會產生一串絕對隨機的隨機數。計算機只能生成相對的隨機數，即偽隨機數。
偽隨機數並不是假隨機數，而是指有規律的數，事實上都是由計算機經過一定的算法計算得到的。大家常用的方法是根據一個給定的數作為種子，如采用變化的時間作為種子，調用srand((unsigned)time(NULL))後執行rand()從而獲得一個隨機數。很顯然，相同或相近的種子得到的隨機數將會是完全一樣或互相接近。
因此要產生真正意義的隨機數，那麼種子首先必須是隨機的。隨機的種子可以通過外接的硬件隨機發生器產生，據說最新的intel處理器即采用了讀取cpu上熱噪聲的方法來獲取隨機數。當無法利用硬件的隨機發生器時，我們常采用的辦法是，在兩次調用srand((unsigned)time(NULL))之間加入一定時間的延時。但當需要產生一個很大的隨機數組時，這種延時是漫長而不可忍受的。而且事實上由於延時具有規律性，產生的隨機數也不那麼隨機。
一種容易想到的產生隨機數組的方法是設計出復雜的算法，從而減小數組結果的規律性。這種方法需要很高的技巧，也不太適合一般程序的調用。
此外，在很多情況下，我們不僅要求產生隨機的數組，同時還對產生的數組有統計規律上的要求。如必須服從正態分布，均勻分布等。簡單的調用srand和rand函數無法滿足需要。
Matlab是一種功能強大的工程數學軟件，利用其隨機數組產生模塊，我們能很容易的得到服從各種分布形式的大數組，其隨機數產生的原理即是基於復雜的算法的。因此我們自然想到利用matlab產生的隨機數表來作為隨機數池，從中獲得我們所需要的隨機數組。
本隨機數組產生方法由三部分組成：其一是txt文件的隨機數池，這裡我利用matlab產生1000個服從正態分布的隨機數，10個一排，每兩個數字之間間隔3個空格，行首3個空格存為文本文檔，第一個數序號為0，然後按先行後列序號依次排列到999；其二和三分別是從隨機數池中撈取隨機數的函數類的.h文件和.cpp文件。
在撈取隨機函數的函數類中，定義CStdioFile的file1，打開作為隨機數池的txt文檔。首先以時間作為種子，產生一個0－999的隨機數，讀取隨機數池中從以這個值為序號的開始的數，直到讀夠所需的隨機數組。序號如果超出數池的范圍則跳到數池的開始，繼續讀取。
調用本函數類，需要輸入int m_Collect_Times,double *a_Random,int m_Txt_Line,int m_Txt_Row,int m_Txt_Spacing分別代表取點個數、取得的隨機數組的存儲位置、隨機數池行數、列數、數池中兩數間空格個數。並將"C:\\Yg\\Debug\\ramdom1000txt"改為你的隨機數池文件的位置，" "中的空格數改為你所使用的空格數。
下面為本函數類中的主要函數代碼：
void CRandomArrayFromTxt::GetRandomArrayFromTxt(int m_Collect_Times,
double *a_Random,
int m_Txt_Line,
int m_Txt_Row,
int m_Txt_Spacing)
{
int m,mx,my,cl;
srand((unsigned)time(NULL)); // 生成時間種子
m=rand()%m_Txt_Line; // 返回一個0-m_Txt_Line-1的隨機數,即查表的起始位置
mx=m%m_Txt_Row; // 查表起始位置的列號，文件頭為0行0列
my=m/m_Txt_Row; // 查表起始位置的行號
cl=(m_Collect_Times+mx-1)/m_Txt_Row+1; // 需要從數表中讀取的行數
// 打開txt文本的數表。
CStdioFile file1( "C:\\Yg\\Debug\\ramdom1000.txt",
CFile::modeNoTruncate | CFile::modeRead | CFile::typeText);
CString strc;
int ct=0; // 用於記錄當前已經取得的隨機數個數
for(m=0;m<my;m++)
{
file1.ReadString(strc);
}
// 取出有用的行，直到取夠為之
for(int n=0;n<cl;n++)
{
if(n+my==m_Txt_Line)
file1.SeekToBegin();
// 數表不夠長，重新定位到文件頭
file1.ReadString(strc);
if(n==0) // 如果是取得的第一行
{
int aw1,aw2;
aw1=strc.GetLength();
for(m=0;m<mx+1;m++) // 過掉前面無用的空格
{
aw1=strc.GetLength();
aw2=strc.Find(" "); // 找到作為間隔的前三個空格所在位置
strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字符串
}
// 下面取出剩下的字符串中每三個空格前面的字符串，就是所要查一個數據
for(m=0;m<m_Txt_Row-mx&&ct<m_Collect_Times;m++)
{
aw2=strc.Find(" ");// 找到作為間隔的後三個空格所在位置
if(mx==m_Txt_Row-1||m==m_Txt_Row-mx-1)
a_Random[ct]=atof(strc);
else
a_Random[ct]=atof(strc.Left(aw2)); // 保存數據到數組
aw1=strc.GetLength();
aw2=strc.Find(" "); // 找到作為間隔的前三個空格所在位置
strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字符串
ct++;
}
}
else
{
GetRandomArrayFromALine(strc,a_Random,
m_Collect_Times,
m_Txt_Row,
m_Txt_Spacing,
ct);
ct+=m_Txt_Row;
}
}
file1.Close();
}
///////////////////////
// 從一行中取出數字
///////////////////////
void CRandomArrayFromTxt::GetRandomArrayFromALine(CString strc,
double *a_Random,
int m_Collect_Times,
int m_Txt_Row,
int m_Txt_Spacing,
int ct)
{
int aw1,aw2;
aw1=strc.GetLength();
aw2=strc.Find(" ");
strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字符串
for(int m=0;m<m_Txt_Row&&ct<m_Collect_Times;m++)
{
aw2=strc.Find(" ");
if(m==m_Txt_Row-1)
a_Random[ct]=atof(strc);
else
a_Random[ct]=atof(strc.Left(aw2));// 保存數據到數組
aw1=strc.GetLength();
aw2=strc.Find(" ");// 找到作為間隔的前三個空格所在位置
strc=strc.Right(aw1-aw2-m_Txt_Spacing); // 取這三個空格右邊的所有字符串
ct++;
}
}
本工程在VC++5.0、WindowsXP環境中調試通過。
本方法所產生的隨機數組實質上是數池中相連的一組數，對於某一數組長度只能產生m_Txt_Line×m_Txt_Row個不同的隨機數組。因此越大的數池顯然效果越好。此外，我們可以采用另外一種更好的辦法撈取隨機數組。即首先用時間作為種子產生隨機數，從數池中撈取相應序號的數值，然後又用該數值作為種子生成隨機數，再從數池中撈取相應序號的數值。
如此循環下去，直至取夠需要的隨機數組。該方法的程序也很容易寫出，各位可以一試。
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