Продвинутый рандом (возможность задать рандомное число в нескольких диапазонах)

@GetHelp · Регистрация: 27.02.2013

закончил с лабами и от скуки написал продвинутую версию рандома

просто короче мне понадобилось чтобы можно было задать рандомное число в нескольких диапазонах, вот и не найдя готового решения написал сам, оценивайте

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
#include <iostream>
#include <vector>
#include <time.h>
#include <conio.h>
 
using namespace std;
 
struct Range
{
    int min;
    int max;
};
 
int random(Range range, ...)
{
    static bool flag = false;
    if (!flag)
    {
        srand(time(0));
        flag = true;
    }
    Range* value = &range;
    vector<int> values;
    while (value->min || value->max)
    {
        values.push_back(value->min + rand() % (value->max - value->min));
        value++;
    }
    return values[rand() % values.size()];
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        int x = random(Range({ 0, 10 }), Range({ 50, 60 }));
        cout << "x[" << i << "] = " << x << endl;
    }
    return getch();
}

@DrOffset · 23.09.2014, 19:44

Сообщение от КОП

Честно говоря, никогда не разбирал код с таким количеством шаблонов + переменное число аргументов. Есть над чем подумать. Спасибо

Шаблоны тут, скажем так, совсем нехитрые. Нужны только для обеспечения корректности (чтобы передавать в качестве аргумента можно было только Range и количество этих Range было > 0.
Выглядит конечно не очень понятно, но можно слегка причесать. Вынести метафункцияю проверки аргументов отдельно:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
// функция-помощник для логического "И" от произвольного числа аргументов.
template <typename ...Args>
struct variadic_and
    : std::true_type
{};
template <typename First, typename ...Other>
struct variadic_and<First, Other...>
    : std::integral_constant<bool, First::value && variadic_and<Other...>::value>
{};
 
// проверка, что все аргументы Args эквивалентны T и количество аргументов больше 0 (используется SFINAE)
template <typename T, typename ...Args>
struct variadic_check
    : std::enable_if<
        (variadic_and<std::is_same<Args, T>...>::value && sizeof...(Args) > 0u)
      >
{};

Соответственно сама функция становится гораздо проще:

C++
1
2
template <typename ...RangeT, typename = typename variadic_check<Range, RangeT...>::type>
int random(std::mt19937 & mt, RangeT const & ...args);

@КОП · 23.09.2014, 19:53

DrOffset, поторопился, не все проверил: возникают ошибки при диапазоне типа (3,3) а так же если больше диапазонов использовать: Range{ 0, 0 }, Range{ 3, 4 }, Range{ 50, 100 } Не генерируются 50 и 3.

Код я ваш пока так и не осилил ввиду ужасного интернета, но потыркался оффлайн в переменных и циклах. единственное что понял:
при диапазоне типа (3,3) к sum ничего не прибавляется. Вот добавил пару костылей, вроде работает:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
int random(std::mt19937 & mt, RangeT const & ...args)
{
    int sum = -1; //одна из тех единиц уже учтена и её надо нивелировать
    struct MRange
    {
        const int min, max;
        const int distance;
 
        MRange(int min, int max, int & sum)
            : min(min), max(max), distance(std::abs(min - max))
        {
            sum += distance + 1; //добавляем недостающую 1 каждый раз
        }
    } const ranges[] =
    {
        MRange(args.min, args.max, sum)...
    };
    int index = std::uniform_int_distribution<int>(0, sum)(mt);
    auto check_ = [&index](int ret, MRange const & x)
    {
        bool const f = ret > std::max(x.max, x.min);
        if (f)
        {
            index -= x.distance + 1; //метод тыка доказад, что тут тоже надо
        }
        return f;
    };
    size_t i = 0;
    int pos;
    do
    {
        pos = std::min(ranges[i].min, ranges[i].max) + index;
    } while (check_(pos, ranges[i++]));
 
    return pos;
}

@DrOffset · 23.09.2014, 21:32

Сообщение от КОП

DrOffset, поторопился, не все проверил: возникают ошибки при диапазоне типа (3,3)

Есть такое дело, спасибо.
Индекс терялся при переходе к следующему диапазону.
Вот пофиксил.

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
struct Range
{
    int min;
    int max;
};
 
template <typename ...Args>
struct variadic_and
    : std::true_type
{};
 
template <typename First, typename ...Other>
struct variadic_and<First, Other...>
    : std::integral_constant<bool, First::value && variadic_and<Other...>::value>
{};
 
 
template <typename T, typename ...Args>
struct variadic_check
    : std::enable_if<
        (variadic_and<std::is_same<Args, T>...>::value && sizeof...(Args) > 0u)
      >
{};
 
template < typename ...RangeT
         , typename = typename variadic_check<Range, RangeT...>::type
>
int random(std::mt19937 & mt, RangeT const & ...args)
{
    size_t sum = sizeof...(args) - 1; // корректировка на смещение индекса на каждом переходе
                                      // к следующему диапазону, закладываем запас на количество смещений 
    struct MRange
    {
        int const min, max;
        int const distance;
 
        MRange(Range const & x, size_t & sum)
            : min(std::min(x.min, x.max))
            , max(std::max(x.max, x.min))
            , distance(std::abs(min - max))
        {
            sum += distance;
        }
    } const ranges[] = { MRange(args, sum)... };
 
    int index = std::uniform_int_distribution<int>(0u, sum)(mt);
    int pos;
 
    auto check_ = [&index, &pos](MRange const & r)
    {
        bool const f = pos > r.max;
        if(f)
        {
            index -= (r.distance + 1); // смещаем индекс (чтобы было с нуля)
        }
        return f;
    };
    int i = 0;
    do
    {
        pos = ranges[i].min + index;
    }
    while(check_(ranges[i++]));
 
    return pos;
}

@GetHelp · 23.09.2014, 21:39 **[ТС]**

фига вы тут разошлись...

все ниасилю, но для начала что такое "...args" ?

@DrOffset · 24.09.2014, 14:54

КОП, проблема была из-за того, что при переходе к след. диапазону не учитывалось, что индекс начинается с нуля. После того как мы это учили (в лямбде) наша последовательность съехала, т.к. получилось, что крайний индекс стал меньше на количество переходов. Поэтому нужно было добавить в начале это количество, что компенсировать верхний предел последнего диапазона. В случае, когда диапазон один, никакого дополнения не нужно, т.к. и переходов у нас нет (для этого там <кол-во аргументов> - 1).

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от GetHelp

но для начала что такое "...args" ?

Это так называемый parameter pack. Это аргументы шаблона с переменным количеством аргументов. Они там сидят

Читай тут, ну и тут.

Добавлено через 17 часов 8 минут
Кстати, если диапазоны известны на этапе компиляции, то можно серьезно сократить
результирующий код и увеличить быстродействие, фактически отказавшись от хранения
данных о диапазонах и убрав циклы (засчет переноса некоторой части вычислений в compile-time).
Результирующий код может выглядеть примерно так:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
//...............
 
template <int Min, int Max>
struct ct_range
{
    static constexpr int min() { return Min < Max ? Min : Max; }
    static constexpr int max() { return Max > Min ? Max : Min; }
    static constexpr int distance() { return ct_abs(min() - max()); }
};
 
//...................
 
template <typename ...RangesT
        , typename = typename is_template_of_check<ct_range, RangesT...>::type>
int random1(std::mt19937 & mt)
{
    return ct_select_range_value<RangesT...>(
                    std::uniform_int_distribution<int>(
                        0u
                      , sizeof...(RangesT) - 1 + ct_range_sum<RangesT...>()
                    )(mt)
                );
}
 
int main()
{
    std::mt19937 mt(static_cast<unsigned>(std::time(nullptr)));
 
    std::map<int, int> m;
 
    for(int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        ++m[random1<ct_range<0, 0>, ct_range<3, 4>, ct_range<50, 100>>(mt)];
    }
    for(auto && v : m)
    {
        printf("%d generated %d times\n", v.first, v.second);
    }
}

В моем случае(GCC 4.8.1) ушли все циклы, память под диапазоны не выделяется.
Код стал фактически эквивалентен такому (для случая [0;0], [3;4], [50;100]):

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
int rand2(std::mt19937 & mt)
{
     int const index = std::uniform_int_distribution<int>(0, 53/*51 + (3 - 1)*/)(mt);
 
/*0*/if(0/*min*/ + (index - 0/*distance*/) > 0 /*max*/)
     {
/*1*/    if(3/*max*/ + (index - (1/*distance*/)) > 4 /*max*/)
         {
/*2*/        if(50/*min*/ + (index - (50/*distance*/ + 1/*prev distance*/ + 1/*corr*/)) > 100 /*max*/)
             {
                 ; // сюда мы никогда не попадем по условию
             }
             return 50/*min*/ + (index - (1/*distance*/ + 2/*corr*/)); /*2*/
         }
         return 3/*min*/ + (index - (0/*distance*/ + 1/*corr*/));      /*1*/
     }
     return 0/*min*/ + index;                                          /*0*/
}

Расписано для понятности, все вычисления явных констант естественно не будут производиться в runtime.

Весь код

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
constexpr int ct_abs(int a) { return a < 0 ? -a : a; }
 
template <int Min, int Max>
struct ct_range
{
    static constexpr int min() { return Min < Max ? Min : Max; }
    static constexpr int max() { return Max > Min ? Max : Min; }
    static constexpr int distance() { return ct_abs(min() - max()); }
};
 
template <typename RangeT>
constexpr size_t ct_range_sum()
{
    return RangeT::distance();
}
 
template <typename RangeT
        , typename ...RangesT
        , typename = typename std::enable_if<(sizeof...(RangesT) > 0)>::type>
constexpr size_t ct_range_sum()
{
    return RangeT::distance() + ct_range_sum<RangesT...>();
}
 
template <typename RangeT>
constexpr int ct_select_range_value(int index)
{
    return RangeT::min() + index;
}
template <typename RangeT
        , typename ...RangesT
        , typename = typename std::enable_if<(sizeof...(RangesT) > 0)>::type>
constexpr int ct_select_range_value(int index)
{
    return RangeT::min() + index > RangeT::max()
           ? ct_select_range_value<RangesT...>(index - (RangeT::distance() + 1))
           : RangeT::min() + index;
}
 
// helper
template <typename ...Args>
struct variadic_and
    : std::true_type
{};
 
template <typename First, typename ...Other>
struct variadic_and<First, Other...>
    : std::integral_constant<bool, First::value && variadic_and<Other...>::value>
{};
 
// is template has instance of I
template <template <int, int> class T, typename I>
struct is_template_of
    : std::false_type
{ };
template <template <int, int> class T, int A, int B>
struct is_template_of<T, T<A, B>>
    : std::true_type
{ };
 
// is template has instance of I (variadic)
template <template <int, int> class T, typename ...Args>
struct is_template_of_check
    : std::enable_if<
       (variadic_and<is_template_of<T, Args>...>::value && sizeof...(Args) > 0u)
      >
{};
 
template <typename ...RangesT
        , typename = typename is_template_of_check<ct_range, RangesT...>::type>
constexpr int random1(std::mt19937 & mt)
{
    return ct_select_range_value<RangesT...>(
                    std::uniform_int_distribution<int>(
                        0u
                      , sizeof...(RangesT) - 1 + ct_range_sum<RangesT...>()
                    )(mt)
                );
}
 
int main()
{
    std::mt19937 mt(static_cast<unsigned>(std::time(nullptr)));
 
    std::map<int, int> m;
 
    for(int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        ++m[random1<ct_range<0,0>,ct_range<3,4>,ct_range<50,100>>(mt)];
    }
    for(auto && v : m)
    {
        printf("%d generated %d times\n", v.first, v.second);
    }
}

Кстати, у этой реализации осталась одна багофича. Если задать два одинаковых диапазона или частично
пересекающиеся, то числа из них будут генерироваться во столько раз чаще, сколько пересечений указано.
Можно починить, трансформировав диапазоны из аргументов в другие, с исключением пересечений.
А можно и не чинить, вдруг из этого можно будет получить како-либо полезный case

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Программа для com-порта Uhbif79 05.06.2026 Всем привет, давно хотел изучить Qt, начинал, бросал, потом снова начинал. И сейчас вот смог написать свою первую программу. До этого имел опыт программирования микроконтроллеров, писал прошивки на. . .	Транскрипция 55-минутного видео через Whisper: WhisperDesktop облажался, спас Google Colab[ anaschu 01.06.2026 Понадобилось получить текст из свежезагруженного видео на YouTube. Казалось бы, задача на пять минут. Заняла полтора часа. Делюсь опытом — может кому пригодится последовательность решений. . . .	21 мат мед. Планы на развитие модели здравоСохранения anaschu 01.06.2026 AnyLogic: план развития симуляционной модели рабочего коллектива — динамический абсентеизм, реальные данные, три сценария сравнения Продолжаю серию постов о дискретно-событийной модели рабочего. . .	20. Мат мед. Абсентеизм как отдельный тип простоя anaschu 29.05.2026 Апдейт модели: исправленные баги, абсентеизм и новые механизмы Продолжаю развивать ранее описанную модель рабочего коллектива на AnyLogic. За последние несколько дней был проведён серьёзный. . .
19. здоровье, усталость и психотип работника влияют на производительность предприятия, и наоборот, производительность на здоровье, усталось и психотип anaschu 28.05.2026 Дискретно-событийная модель рабочего коллектива на AnyLogic: здоровье, выгорание, психотипы и микростимуляция Привет, коллеги. Хочу поделиться итогами нескольких недель работы над симуляционной. . .	"Прокси" для последовательного порта Eddy_Em 28.05.2026 Эту штуку написал я достаточно давно. Но сейчас вот понадобилось настроить датчик грозы, но при этом не отключать его от "метеодемона". Соответственно, надо запустить этот "прокси": метеодемон будет. . .	Рефакторинг программы уравнивания. Massaraksh7 26.05.2026 Пример по предыдущей записи в блоге. Но, надо заметить, что, во-первых, там оптимизация не только математики, но и работы с базой данных, и с графами, а во-вторых, это ещё не всё.	Использование TThread в Lazarus для математических вычислений. Massaraksh7 25.05.2026 Производя рефакторинг своих программ на предмет ускорения их работы, обратил внимание на такой аспект, как сокращение времени матвычислений. Дело в том, что приходится работать с большими матрицами. . .

@GetHelp 63 / 64 / 11 Регистрация: 27.02.2013 Сообщений: 1,116
	23.09.2014, 21:39 [ТС]
	фига вы тут разошлись... все ниасилю, но для начала что такое "...args" ? 0