随机概率题

系统 1755 0

1. 给定rand3()能随机生成整数1到3的函数,写出能随机生成整数1到7的函数rand7();

用3*(rand3() - 1) + rand3()生成1-9的数。然后再从1-9中生成1到7.

这种思想是基于,rand()产生[0,N-1],把rand()视为N进制的一位数产生器,那么可以使用rand()*N+rand()来产生2位的N进制数,以此类推,可以产生3位,4位,5位...的N进制数。这种按构造N进制数的方式生成的随机数,必定能保证随机。

      
        1
      
      
        int
      
       x = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        2
      
      
        do
      
      
         {


      
      
        3
      
           x = 
      
        3
      
       * (rand3() - 
      
        1
      
      ) +
      
         rand3();


      
      
        4
      
       } 
      
        while
      
       (x > 
      
        7
      
      
        ); 


      
      
        5
      
      
        return
      
       x;
    

如果已经randm()能随机生成1到m的整数,写出生成整数1到n的函数randn(),也就是

用m * (randm() - 1) + randm()生成1-m^2,然后再踢掉n+1-m^2这些数。

      
        1
      
      
        int
      
       x = 
      
        0
      
      , max = m * m / n *
      
         n;


      
      
        2
      
      
        do
      
      
         {


      
      
        3
      
           x = m * (randm() - 
      
        1
      
      ) +
      
         randm();


      
      
        4
      
       } 
      
        while
      
       (x >
      
         max); 


      
      
        5
      
      
        return
      
      
        1
      
       + (x % n);
    

2. 已知随机函数rand(),以p的概率产生0,以1-p的概率产生1,现在要求设计一个新的随机函数newRand(), 使其以1/n的等概率产生1~n之间的任意一个数。

先构造一个函数,使得等概率生成0和1。然后用它,以二进制的方式构造出0~n-1。然后加1就成了1~n。

      
         1
      
      
        int
      
      
         rand01() {


      
      
         2
      
      
        while
      
       (
      
        true
      
      
        ) {


      
      
         3
      
      
        int
      
       a = rand(), b =
      
         rand();


      
      
         4
      
      
        if
      
       (a == 
      
        0
      
       && b == 
      
        1
      
      ) 
      
        return
      
      
        0
      
      
        ;


      
      
         5
      
      
        if
      
       (a == 
      
        1
      
       && b == 
      
        0
      
      ) 
      
        return
      
      
        1
      
      
        ;


      
      
         6
      
      
            }


      
      
         7
      
      
        }


      
      
         8
      
      
        int
      
      
         randn() {


      
      
         9
      
      
        int
      
       ans = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
        10
      
      
        do
      
      
         {


      
      
        11
      
      
        for
      
       (
      
        int
      
       i = 
      
        0
      
      ; n; n >>= 
      
        1
      
      , i++
      
        ) {


      
      
        12
      
      
        if
      
       (rand01() == 
      
        1
      
      
        ) {


      
      
        13
      
                       ans |= (
      
        1
      
       <<
      
         i);


      
      
        14
      
      
                    }


      
      
        15
      
      
                }


      
      
        16
      
           } 
      
        while
      
       (ans >=
      
         n);


      
      
        17
      
      
        return
      
       ans + 
      
        1
      
      
        ;    


      
      
        18
      
       }
    

 3. 帽子问题:有n位顾客,他们每个人给餐厅的服务生一顶帽子,服务生以随机的顺序归还给顾客,请问拿到自己帽子的顾客的期望数是多少?

答案:使用指示随机变量来求解这个问题会简单些。定义一个随机变量X等于能够拿到自己帽子的顾客数目,我们要计算的是E[X]。对于i=1, 2 ... n,定义Xi =I {顾客i拿到自己的帽子},则X=X1+X2+...Xn。由于归还帽子的顺序是随机的,所以每个顾客拿到自己帽子的概率为1/n,即Pr(Xi=1)=1/n,从而E(Xi)=1/n,所以E(X)=E(X1+X2+...Xn)=E(X1)+E(X2)+...E(Xn)=n*1/n = 1。即大约有1个顾客可以拿到自己的帽子。

4. 如果在高速公路上30分钟内看到一辆车开过的几率是0.95,那么在10分钟内看到一辆车开过的几率是多少?(假设常概率条件下)
答案:假设10分钟内看到一辆车开过的概率是x,那么没有看到车开过的概率就是1-x,30分钟没有看到车开过的概率是(1-x)^3,也就是0.05。所以得到方程(1-x)^3 = 0.05 ,解方程得到x大约是0.63。

5. 生日悖论:一个房间至少要有多少人,才能使得有两个人的生日在同一天?
答案:对房间k个人中的每一对(i, j)定义指示器变量Xij = {i与j生日在同一天} ,则i与j生日相同时,Xij=1,否则Xij=0。两个人在同一天生日的概率Pr(Xij=1)=1/n。则用X表示同一天生日的两人对的数目,则E(X)=E(∑ki=1 ∑kj=i+1 Xij) = C(k,2)*1/n = k(k-1)/2n,令k(k-1)/2n >=1, 可得到k>=28,即至少要有28个人,才能期望两个人的生日在同一天。

转自:http://blog.csdn.net/hxz_qlh/article/details/1297877

6. 如果只是想要随机生成一定概率的数。比如20%生成0,20%生成1,60%生成2.

      
         1
      
      
        int
      
       rand(
      
        int
      
       num[], 
      
        float
      
       prob[], 
      
        int
      
      
         n) {


      
      
         2
      
      
            srand(time(NULL));


      
      
         3
      
      
        int
      
       random = rand() % 
      
        100
      
       + 
      
        1
      
      
        ;    


      
      
         4
      
      
         5
      
      
        int
      
       range = 
      
        0
      
      , pre = 
      
        0
      
      
        ;


      
      
         6
      
      
        for
      
       (
      
        int
      
       i = 
      
        0
      
      ; i < n; ++
      
        i) {


      
      
         7
      
               range += static_case<
      
        int
      
      >(prob[i] * 
      
        100
      
      
        );


      
      
         8
      
      
        if
      
       (random > pre && random <=
      
         range) {


      
      
         9
      
      
        return
      
      
         num[i];


      
      
        10
      
      
                }


      
      
        11
      
               pre =
      
         range;


      
      
        12
      
      
            }


      
      
        13
      
      
        return
      
       -
      
        1
      
      ; 
      
        //
      
      
        error
      
      
        14
      
       }
    

 

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