Продвинутый рандом (возможность задать рандомное число в нескольких диапазонах)

@GetHelp · Регистрация: 27.02.2013

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

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 /
Часы электронные Uhbif79 12.08.2026 Выкладываю программу часов. Программа позволяет: 1. Использовать системное время и дату, 2. Есть возможность вводить время и дату вручную. 3. Реализованы 2 будильника: начало и конец рабочего дня. . . .	Часы с будильником на основе класса QLCDNumber Uhbif79 12.08.2026 Всем добрый день, выкладываю программу часов с будильником на основе класса QLCDNumber. Здесь я пробовал самостоятельно создавал классы, впервые столкнулся с видимостью переменной одного класса из. . .	Установка MinGW GCC 16.2 и CMake 8Observer8 10.08.2026 VK Видео: https:/ / vkvideo. ru/ video-240781534_456239017 YouTube: eY5-5PyI9NM Текстовая версия	Неделя из жизни имитационной модели склада: мои кривые руки растут, откуда надо anaschu 10.08.2026 Неделя из жизни имитационной модели склада: как я почти написал неправильную логику и что с этим делать Работаю сейчас над учебно-рабочим проектом: строю в AnyLogic имитационную модель процессов. . .
Калькулятор для расчета родства russiannick 07.08.2026 1. Задача: Создать калькулятор для расчета родства. Родственных связей существует 8 ступеней, такие как: p - отец P - мать q - муж Q - жена b - брат B - сестра s - сын S - дочь	Мир по моей воле kumehtar 07.08.2026 Когда-то кажется, что всё просто. Ты весь такой светлый. Причиняешь добро. Борешься за справедливость в этом тёмном мире. Потом начинаешь замечать одну неприятную вещь. Почти каждый хороший. . .	Кредитный калькулятор Maks 05.08.2026 Решение задачи по прикладной информатике средствами 1С. Задача: Напишите приложение-калькулятор, которое помогает рассчитывать параметры кредита для аннуитетного и дифференцированного видов. . .	У нас сейчас поговорку "Опять 25" нужно переделать на "Опять +35". kumehtar 04.08.2026 С ностальгией вспоминаю времена моего детства, когда у нас и правда +25 - была максимальная температура летом. Раньше +25 °C реально казались вершиной жары, когда можно было весь день пропадать на. . .

@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