一道面试题引发的有关随机数的思考(6)
在上一篇文章(http://blog.csdn.net/xzjxylophone/article/details/6853624)中，关于效率的问题进行简单的讨论，
现在我就用C#中委托来实现RandN_2，算法都是一样的。
类RandN_2:
//支持2-49，包括2和49
public class RandN_2 : Rand7Base
{
//声明委托，返回true表示已经计算完毕
protected delegate bool GetNextResult(int remain, int ceiling, ref int result);
private GetNextResult _getNextResult;
protected int _remain; //剩余
protected int _ceiling; //大于的最小数
private RandN_2(int maxNum)
{
UpdateMaxNum(maxNum);
}
public void UpdateMaxNum(int maxNum)
{
_maxNum = maxNum;
_remain = _maxNum % 7;
decimal chushu = (decimal)_maxNum / 7;
_ceiling = (int)Math.Ceiling(chushu);
switch (_ceiling)
{
case 1:
_getNextResult = NextResult1;
break;
case 2:
_getNextResult = NextResult2;
break;
case 3:
_getNextResult = NextResult3;
break;
default:
_getNextResult = NextResult4567;
break;
}
}
//小于等于7的时候
protected bool NextResult1(int remain, int ceiling, ref int result)
{
if (remain > _remain)
{
result = Next();
return true;
}
result = remain;
return true;
}
//8-14的时候
protected bool NextResult2(int remain, int ceiling, ref int result)
{
if (ceiling == 1)
{
return false;
}
if (ceiling > 4)
{
result = remain;
}
else
{
if (remain > _remain)
{
result = Next();
}
else
{
result = remain + 7;
}
}
return true;
}
//15-21的时候
protected bool NextResult3(int remain, int ceiling, ref int result)
{
if (ceiling == 1)
{
return false;
}
//6,7
if (ceiling > 5)
{
result = remain;
}
else if (ceiling > 3)//4,5
{
result = remain + 7;
}
else //2,3
{
if (remain > _remain)
{
result = Next();
}
else
{
result = remain + 7 * 2;
}
}
return true;
}
//22-49的时候
protected bool NextResult4567(int remain, int ceiling, ref int result)
{
if (ceiling > _ceiling)
return false;
result = remain + (ceiling - 1) * 7;
if (ceiling == _ceiling && _remain != 0)
{
if (remain > _remain)
{
result = Next();
}
}
return true;
}
public static RandN_2 GetInstance(int maxNum)
{
if (rand == null || !(rand is RandN_2))
{
rand = new RandN_2(maxNum);
}
else if (rand is RandN_2 && rand.MaxNum != maxNum)
{
((RandN_2)rand).UpdateMaxNum(maxNum);
}
return (RandN_2)rand;
}
override public int Next()
{
int result = 0;
int remain = _rand7.Next();
bool loop = false;
int ceiling = 0;
while (!loop)
{
ceiling = _rand7.Next();
loop = _getNextResult(remain, ceiling, ref result);
}
return result;
}
}
添加测试代码：
static void TestRandN_2()
{
RandN_2 rand = RandN_2.GetInstance(34);
TestRand(rand);
rand = RandN_2.GetInstance(35);
TestRand(rand);
rand = RandN_2.GetInstance(6);
TestRand(rand);
}
测试结果如下：
计算Rand34的概率如下 产生1的概率是:0.0293664 产生2的概率是:0.0293180 产生3的概率是:0.0293527 产生4的概率是:0.0293710 产生5的概率是:0.0295124 产生6的概率是:0.0293318 产生7的概率是:0.0293360 产生8的概率是:0.0293739 产生9的概率是:0.0294344 产生10的概率是:0.0293604 产生11的概率是:0.0294201 产生12的概率是:0.0293619 产生13的概率是:0.0293823 产生14的概率是:0.0295176 产生15的概率是:0.0293114 产生16的概率是:0.0294928 产生17的概率是:0.0294471 产生18的概率是:0.0293353 产生19的概率是:0.0293968 产生20的概率是:0.0294575 产生21的概率是:0.0294152 产生22的概率是:0.0294324 产生23的概率是:0.0294275 产生24的概率是:0.0294937 产生25的概率是:0.0293569 产生26的概率是:0.0294170 产生27的概率是:0.0294112 产生28的概率是:0.0294705 产生29的概率是:0.0294017 产生30的概率是:0.0293598 产生31的概率是:0.0294615 产生32的概率是:0.0294824 产生33的概率是:0.0295156 产生34的概率是:0.0294748 耗时: 3.17424430414457 秒 Average:0.0294118;Max:0.0295176;Min:0.0293114 Max:0.0295176, Max-Average:0.0001058, Bits:0.3598400% Min:0.0293114, Min-Average:-0.0001004, Bits:-0.3412400% 计算Rand35的概率如下 产生1的概率是:0.0285922 产生2的概率是:0.0285493 产生3的概率是:0.0285821 产生4的概率是:0.0285874 产生5的概率是:0.0285950 产生6的概率是:0.0286506 产生7的概率是:0.0284996 产生8的概率是:0.0285676 产生9的概率是:0.0285698 产生10的概率是:0.0285851 产生11的概率是:0.0285485 产生12的概率是:0.0286162 产生13的概率是:0.0286179 产生14的概率是:0.0285686 产生15的概率是:0.0286348 产生16的概率是:0.0286025 产生17的概率是:0.0285430 产生18的概率是:0.0285673 产生19的概率是:0.0284558 产生20的概率是:0.0286432 产生21的概率是:0.0285322 产生22的概率是:0.0285425 产生23的概率是:0.0285563 产生24的概率是:0.0286283 产生25的概率是:0.0285434 产生26的概率是:0.0285640 产生27的概率是:0.0285837 产生28的概率是:0.0285114 产生29的概率是:0.0285032 产生30的概率是:0.0284974 产生31的概率是:0.0285877 产生32的概率是:0.0286038 产生33的概率是:0.0286174 产生34的概率是:0.0285587 产生35的概率是:0.0285935 耗时: 3.20557551823726 秒 Average:0.0285714;Max:0.0286506;Min:0.0284558 Max:0.0286506, Max-Average:0.0000792, Bits:0.2771000% Min:0.0284558, Min-Average:-0.0001156, Bits:-0.4047000% 计算Rand6的概率如下 产生1的概率是:0.1670055 产生2的概率是:0.1666923 产生3的概率是:0.1664376 产生4的概率是:0.1666388 产生5的概率是:0.1665858 产生6的概率是:0.1666400 耗时: 2.94888697894323 秒 Average:0.1666667;Max:0.1670055;Min:0.1664376 Max:0.1670055, Max-Average:0.0003388, Bits:0.2033000% Min:0.1664376, Min-Average:-0.0002291, Bits:-0.1374400%
可以看出在计算Rand6的时候，速度快了很多。
现在既然已经解决了49以内的随机数，那么有没有可能用Rand7计算任意的一个随机数了？
答案是肯定的，下一篇文章我们来解决如何去解决任意一个数