非等概率随机.doc

非等概率随机
    对一序列数字随机时一般都是等概率的，但有时候希望某些数字出现的可能性更高一些。下面是本人实现的一个非等概率随机函数，可以对序列中多个数字设置不同的出现频率。限于编码水平，如有需要改进之处敬请指点.

/****************************rand_seting.h********************************/
#ifndef RAND_SETING_H
#define RAND_SETING_H

#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/*
 *    随机条件结构:
 *    定义min到max之间个数字出现的频率,默认为1次.
 *    如果希望某些数字出现频率大于1次,则把这些数字存入数字集(由pmore指向),
 *    对应的出现频率存入频率集(由ptms指向),这两个缓冲区由用户定义及设置,
 *    lmore和ltms分别为对应的缓冲区长度,建议两缓冲区长度相等,允许ltms > lmore,
 *    但绝不允许ltms < lmore,因为这将导致尾部数据读取非频率集缓冲区.
 *
 *    如:对1到20之间的数字随机,希望3出现的频率为5; 7为10; 15为20;其余数字为默认值1
 *    则结构的设置为:
 *    min = 1; max = 20;
 *    pmore指向的缓冲区为 {3, 7, 15} lmore = 3
 *    ptms指向的缓冲区为 {5, 10, 20} ltms = 3(建议为此值,但也可以大于3)
 *    当根据这个条件产生随机数时,随机区间为:20+(5-1)+(10-1)+(20-1) = 52
 *    3被随机到的概率为: 5/52
 *    7被随机到的概率为: 10/52
 * 15被随机到的概率为: 20/52
 * 其它数字的概率则为: 1/52
 */
struct rd_dat{
     long     min;    // 起始值
     long     max;    // 终止值
     long     *pmore;    // 高频率数字集
     long     lmore;    // 数字集长度
     long     *ptms;    // 高频率数字对应的频率集（出现次数）
     long     ltms;    // 频率集长度

};

/*
 *    结构初始化
 *    返回值:结构指针
 */
struct rd_dat *rdinit(struct rd_dat *rt, long min, long max,
                long *pm, long lm, long *pt, long lt)
{
    rt->min = min;
    rt->max = max;
    rt->pmore = pm;
    rt->lmore = lm;
    rt->ptms = pt;
    rt->ltms = lt;

    return rt;
}

/*
 *    获取随机数,存放在bufret数组中,个数为数组长度bufsz
 *    返回值: 出现非法数据返回-1;否则成功返回,值为获取到随机数的个数(bufsz)
 */
int rdget(const struct rd_dat *rt, long *bufret, long bufsz)
{
    long     rval, exmax = 0;
    long     i, j, tmp;

    // 验证数据的合法性
     if (rt->min > rt->max || rt->lmore != rt->ltms || bufsz < 1){
          return -1;
     }
     if (rt->pmore == NULL || rt->ptms ==NULL || bufret ==NULL){
          return -1;
     }
     for (i = 0; i < rt->lmore; i++){
          if (rt->pmore[i] < rt->min || rt->pmore[i] > rt->max){
               return -1;
          }
          if (rt->ptms[i] < 1){
           return -1;
          }
     }

    // 获取扩展最大值
     exmax = rt->max - rt->min + 1;
     for (i = 0; i < rt->ltms; i++){
          exmax += rt->ptms[i] - 1;
     }

    // 获取bufsz个随机数
     srand(time(NULL));             // 初始化随机数发生器
     for (i = 0; i < bufsz; i++){
          rval = rand() % exmax + rt->min;
          if (rval <= rt->max){     // 位于min与max之间的随机数
               bufret[i] = rval;
               continue;
          }

        // 大于max的随机数（即：出现频率高的数）
          tmp = rt->max;
          for (j = 0; j < rt->ltms; j++){
               tmp += rt->ptms[j] - 1;
               if (tmp >= rval){
                bufret[i] = rt->pmore[j];
                break;
               }
          }
     }

    return bufsz;
}

#endif