Marsaglia在C++中的随机变量

Question

我的查询非常简单。我更喜欢用Java编写数值方法，但通常需要在C++中做一些事情。我喜欢Java中的高斯随机变量，因为它使用Marsaglia算法并保留了两个Normal随机变量。它在第一次通话中返回一个，在第二次通话中返回第二个，并且在第三次通话之前不再进行昂贵的计算。使用下面的oracle链接（在程序注释中）我尝试在C++中实现这个代码，但不知道如何编写“Synchronized”公共方法的C++版本，这将允许我使用两个Normal随机变量。我不是一个专业的程序员，所以任何指导将不胜感激。

总之我想保留：

V2 *乘数

// This function is Similar to the GNU 
// Java Implementation as seen on 
// http://docs.oracle.com/javase/1.4.2/docs/api/java/util/Random.html#nextGaussian%28%29 
double nextGaussian() { 

    double v1, v2, s, nextNextGaussian; 
    do { 
     v1 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
     v2 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
     s = v1 * v1 + v2 * v2; 
    } while (s >= 1 || s == 0); 
    double multiplier = sqrt(-2 * log(s)/s); 
    nextNextGaussian = v2 * multiplier; 
    return v1 * multiplier; 

} 

Answer 1

只是声明nextGaussianVal为静态，即

static double nextGaussianVal; 

然后nextGaussianVal的价值将可用的nex该方法被调用。您可能还需要另一个静态变量与当前计数跟上，像这样：

double nextGaussian() 
{ 
    static int count = 0; 
    static double nextGaussianVal; 
    double firstGaussianVal, v1, v2, s; 

    if (count == 0) { 
     do { 
      v1 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
      v2 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
      s = v1 * v1 + v2 * v2; 
     } while (s >= 1 || s == 0); 
     double multiplier = sqrt(-2 * log(s)/s); 
     nextGaussianVal = v2 * multiplier; 
     firstGaussianVal = v1 * multiplier; 
     count = 1; 
     return firstGaussianVal; 
    } 

    count = 0; 
    return nextGaussianVal; 
} 

编辑：更详细的解释 - 在第一次调用函数时，计数被初始化为零。基于该如果声明，相关计算进行扫描，并且假定firstGaussianVal和nextGaussianVal被赋值，计数分配一个值，并firstGaussianVal返回。下一次函数被调用时，计数将具有其先前分配的值1，并且nextGaussianVal将包含它在第一次调用期间先前分配的值 - 也就是说，因为计数现在是一个，该功能将基于if声明，将0分配给计数并返回nextGaussianVal。冲洗，重复...

Answer 2

在一个更面向对象的问题，你应该保持在一个“随机数发生器”的对象的东西。请在此代码处查找实例： https://code.cor-lab.org/projects/nemomath/repository/entry/trunk/nemomath/src/nemo/Random.h “高斯”类以您想要的算法实现您想要的内容。

Answer 3

上述建议的问题是，COUNT变量应该是BOOLEAN而不是整数。另外存储的高斯需要也是静态的。

我想感谢大家的帮助，帮助我达到我期望的正确解决方案。我知道这段代码属于一个对象。我现在有理由将它保存在一个文件中。

double nextGaussian() { 

    // Static variables allow the function to make use of 
    // both Gaussian Random variables. Generated by the polar Marsaglia 
    // method This makes the function much more efficient with will 
    // pay off for simulations 

    static bool hasNextGaussian = false; 
    static double nextNextGaussian; 
    double v1, v2, s; 

    if (!hasNextGaussian) { 

     do { 

      v1 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
      v2 = 2 * nextUniform() - 1; // between -1.0 and 1.0 
      s = v1 * v1 + v2 * v2; 

     } while (s >= 1 || s == 0); 

     double multiplier = sqrt(-2 * log(s)/s); 
     nextNextGaussian = v2 * multiplier; 
     hasNextGaussian = true; 
     return v1 * multiplier; 

    } else { 

     hasNextGaussian = false; 
     return nextNextGaussian; 

    } 

} 

双nextUniform（）{

double Uniform = rand()/double(RAND_MAX); 
return Uniform; 

}