-
Matlab(mathworks.)
随机数生成方法
(转自雅虎空间)
第一种方法是用
random
语句,其一般形式为
y = random('
分布的英文名
',A1,A2,A3,m,n)
,
表示生成
m
行
n
列的
m ×
n
个参数为
( A1 , A2
, A3 )
的该分布的随机数。例如
:
(1) R = random('Normal',0,1,2,4):
生成期望为
0,
标准差为
1
的
(2
行
4
列
)2×
4
个正态
随机数
(2)
R
=
random('Poisson',1:6,1,6):
依次生成参数为
1
到
6
的
(1
行
6
列
)6
个
Poisson
随机数
第二种方法是针对特殊的分布的语句:
一.
几何分布随机数
(下面的
P
,
m
都可以是矩阵)
R = geornd(P)
(生成参数为
P
的几何随机数)
R = geornd(P
,m)
(生成参数为
P
的
×
m
个几何随机数)
1
R = geornd(P
,m,n)
(生成参数为
P
的
m
行
n
列的
m ×
n
个几何随机数)
例如
(1)
R
= geornd(1./ 2.^(1:6)) (
生成参数依次为
1/2,1/2^2,
到
1/2^6
的
6
个几何随机
数
)
(2)
R
= geornd(0.01,[1 5]) (
生成参数为
0.01
的(1行5列)
5
个几何随机数
).
二.
Beta
分布随机数
R =
betarnd(A,B)
(生成参数为
A,B
的
Beta
随机数)
R =
betarnd(A,B,m)
(生成
×
m
个数为
A,B
的
Beta
随机数)
1
R =
betarnd(A,B,m,n)
(生成
m
行
n
列的
m ×
n
个数为
A,B
的
Beta
随机数)
.
三.正态随机数
R =
normrnd(MU
,
SIGMA)
(生成均值为
MU
,标准差为
SIGMA
的正态随机数)
R = normrnd(MU
,
SI
GMA,m)
(生成
1×
m
个正态随机数)
R =
normrnd(MU
,
SIGMA,m,n)
(生成
m
行
n
列的
m ×
n
个正态随机数)
例如
(1) R = normrnd(0,1,[1 5])
生成
5
个正态
(0,1)
随机数
(2)
R
=
normrnd([1
2
3;4
5
6],0.1,2,3)
生成期望依次为
[1,2,3;4,5,6],
方差为
0.1
的
2×
3
个正态随机数.
四.二项随机数:类似地有
R =
binornd(N,P)
R =
binornd(N,P
,m)
R = binornd(N,p,m,n)
例如
n = 10:10:60;
r1 = binornd(n,1./n)
或
r2
= binornd(n,1./n,[1 6])
(都生成参数
分别为
1
1
), L, ( 60, )
的6个二项随机数.
(10,
10
60
五.自由度为
V
的
χ 2
随机数:
R =
chi2rnd(V)
R = chi2rnd(V
R = chi2rnd(V
,m)
,m,n)
六.期望为
MU
的指数随机数(即
Exp
随机数)
:
1
MU
R =
exprnd(MU)
R = exprnd(MU,m)
R = exprnd(MU,m,n)
七.自由度为
V1
,
V2
的
F
分布随机数:
R =
frnd(V1
,
V2)
R =
frnd(V1
,
V2,m)
R =
frnd(V1
,
V2,m,n)
八.
Γ ( A, λ )
随机数:
R = gamrnd
(
A,lam
bda
)
R = gamrnd
(
A,lamb
da,m)
R =
gamrnd
(
A,lambda,m,n)
九.超几何分布随机数:
R =
hygernd(N,K,M)
R = hygernd(N,K,M,m)
R = hygernd(N,K,M,m,n)
十.对数正态分布随机数
R =
lognrnd(MU
,
SIGMA)
R = lognrnd(MU
,<
/p>
SIGMA,m)
R =
lognrnd(MU
,
SIGMA,m,n)
十一.负二项随机数:
R =
nbinrnd(r
,p)
R =
nbinrnd(r
,p,m)
R =
nbinrnd(r
,p,m,n)
十二.
Poisson
随机数:
R = poissrnd(lambda)
R =
poissrnd(lambda,m)
R = poissrnd(lambda,m,n)
例如,以下
3
种表达有相同的含义:
lambda =
2;
R =
poissrnd(lambda,1,10)
(或
R = poissrnd(lambda,[1 10])
或
R =
poissrnd(lambda(ones(1,10)))
十三.
Rayleigh
随机数:
R = raylrnd(B)
R = raylrnd(B,m)
R =
raylrnd(B,m,n)
十四.
V
个自由度的
t
分布的随机数:
R = trnd(V)
R =
trnd(V
,m)
R = trnd(V
,m,n)
42
十五.离散的均匀随机数:
R =
unidrnd(N)
R =
unidrnd(N,m)
R =
unidrnd(N,m,n)
十六.
[A,B]
上均匀随机数
R =
unifrnd(A,B)
R
= unifrnd(A,B,m)
R = unifrnd(A,B,m,n)
例如
unifrnd(0,1:6)
与
unifrnd(0,1:6,[1 6])
都依次生成
[0,1]
到
[0,6]
的6个均匀随机数.
:
十七.
Weibull
随机数
R =
weibrnd(A,B)
R
= weibrnd(A,B,m)
R = weibrnd(A,B,m,n)
Matlab
随机数
小结
1
,
rand
生成均匀分布的伪随机数。分布在(
0~1
)之间
语法:
rand(
m,n)
生成
m
行
n
列的均匀分布的伪随机数
rand(m,n,'double')
生成指定精度的均匀分布的伪随机数,参数还可
以是
'single'
rand
(RandStream,m,n)
利用指定的
RandStr
eam
生成伪随机数
2
,
randn
生成标准正态分布的伪随机数(均值为
0
,方差为
1
)
主要语法:和上面一样
3, randi
生成均匀分布的伪随机整数
<
/p>
主要语法:
randi
(
iMax
)在开区间
[1
,<
/p>
iMax]
上生成均匀分布的伪随机整数
randi
(
iMax
,
m
,
< br>n
)在开区间
[1
,
iMax]
生成
mXn
型
随机矩阵
r = randi(
[iMin,iMax],m,n)
在开区间
[iMin
,
iMax]
生成
m
Xn
型随机矩阵
以上
3
个函数都是根据标准伪随机数发生器的部状态产生的
,
所以如
果把发生器设置为初
始状态,会得到相同的随机数,但如果改变了状态,得到的结果就是
不同的;而在
matlab
打开时,发生器复位到初始状态,所
以用上面
3
个函数得到的结果将是一样的
如我的
matlab
在打开时输入
以下命令将得到相同的随机数:
>> randn(3)
ans =
0.6100 0.8121
-0.5684
1.5087 0.8981 0.8650
-2.3648 -1.5273 3.5761
>> randn(3)
ans =
2.4877 0.6106 -0.9775
-1.6521 -0.9656 -0.6312
3.1855
0.6096 1.5465
>> randn(3)
ans =
1.0479 -1.5038
0.1789
1.9614 0.8838 1.7860
0.8081 1.4729 0.3238
如果想将发生器复位到一个固定状态,可以使用如下命令
randn('seed',0);
randn(3)
以上两条命令将总是得到一样的随机数。
上述命令已经在
7.7
以后摒弃了
(但仍可继续用)
,
7.7
以后可以使用
randstream
函数,
如下
reset(aultStream)
一般情况下,随机数都是从默认随机数流中得到数据的,而可以创建自己的数据流对象,
并可以从自己的数据流对象中得到随机数,详见
randstream<
/p>
函数。
如果希望
matlab
在不同程序段产生不同的随机数据,可以将默认数据流设置为基于时钟
的,方法为
aultStream ...
(RandStream('mt19937ar','seed',sum(100*clock))); <
/p>
normrnd
是自己可以指定均数和标准差的正态分布。
另外,
Mat
lab
随机数生成函数主要包括:
betarnd
贝塔分布的随机数生成器
binornd
二项分布的随机数生成器
chi2rnd
卡方分布的随机数生成器
exprnd
指数分布的随机数生成器
frnd f
分布的随机数生成器
gamrnd
伽玛分布的随机数生成器
geornd
几何分布的随机数生成器
hygernd
超几何分布的随机数生成器
lognrnd
对数正态分布的随机数生成器
nbinrnd
负二项分布的随机数生成器
ncfrnd
非中心
f
分布的随机数生成器
nctrnd
非中心
t
分布的随机数生成器
ncx2rnd
非中心卡方分布的随机数生成器
normrnd
正态(高斯)分布的随机数生成器
poissrnd
泊松分布的随机数生成器
raylrnd
瑞利分布的随机数生成器
trnd
学生氏
t
< br>分布的随机数生成器
unidrnd
离散均匀分布的随机数生成器
unifrnd
连续均匀分布的随机数生成器
weibrnd
威布尔分布的随机数生成器
matlab
全部的随机数函数
(一)
Matlab
部函数
a.
基本随机数
Matlab
中有两个最基本生成随机数的函数。
1
.
rand()
生成
(
0,1
)区间上均匀分布的随机变量。基本语法:
rand([M,N,P ...])
生成排列成
M*N*P...
多维向
量的随机数。
如果只写
M
,
则生成
M*M
矩阵;
如果
参数为
[M,N]
可以省略掉方括号。一些例子:
rand(5,1) %
生成
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
rand(5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
rand([5,4]) %
生成一个
5
行
4
列的随机数矩阵
生成的随机数大致的分布。
x=rand(64,1);
hist(x,30);
p>
由此可以看到生成的随机数很符合均匀分布。
(
视频教程会略提及
hist()
函数的作用
)
2
.
randn()
p>
生成服从标准正态分布(均值为
0
,方差为
1
)的随机数。基本语法和
rand()
类似。
randn([M,N,P ...])
生成排列成
M*N*P...
多维向
量的随机数。
如果只写
M
,
则生成
M*M
矩阵;
如果
参数为
[M,N]
可以省略掉方括号。一些例子:
randn(5,1) %
生成
< br>5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
randn(5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
randn([5,4]) %
生成一个
5
行
4
列的随机数矩阵
生成的随机数大致的分布。
x=randn(100000,1);
hist(x,50);
由图可以看到生成的随机数很符合标准正态分布。
b.
连续型分布随机数
如果你安装了统计工具箱(
Statistic Toolbo
x)
,除了这两种基本分布外,还可以用
Matlab
部
函数生成符合下面这些分布的随机数。
p>
3
.
unifrnd()
< br>
和
rand()
类似,这个函
数生成某个区间均匀分布的随机数。基本语法
unifrnd(a,b,[M,N,P,...])
生成的
随机数区间在
(a,b)
,排列成
M*
N*P...
多维向量。如果只写
M
,则生成
M*M
矩阵;
如果参数为
p>
[M,N]
可以省略掉方括号。一些例子:
unifrnd(-2,3,5,1) %
生成
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
unifrnd(-2,3,5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
unifrnd(-2,3,[5,4]) %
生成一个
5
行
4
列的随机数矩阵
%
注:上述语句生
成的随机数都在
(-2,3)
区间
.
生成的随机数大致的分布。
x=unifrnd(-2,3,100000,1);
hist(x,50);
由图可以看到生成的随机数很符合区
间
(-2,3)
上面的均匀分布。
<
/p>
4
.
normrnd()
和
randn()
类似,此
函数生成指定均值、标准差的正态分布的随机数。基本语法
normrnd(mu,sigma,[M,N,P,...])
生成的随机数服从均值为
mu
,标准差为
< br>sigma
(注意标准差是正数)正态分布,这些随机
数
排列成
M*N*P...
多维向量。如果只写
M
,则生成
M*M
矩阵;如果
参数为
[M,N]
可以省
略掉方括号。
一些例子:
normrnd(2,3,5,1) %
生成
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
normrnd(2,3,5) %
生成
5
行
5
列
的随机数矩阵
normrnd(2,3,[5,4]) %<
/p>
生成一个
5
行
4
列的随机数矩阵
%
< br>注:上述语句生成的随机数所服从的正态分布都是均值为
2
,标准差为
3.
生成的随机数大致的分布。
x=normrnd(2,3,100000,1);
hist(x,50);
<
/p>
如图,上半部分是由上一行语句生成的均值为
2
< br>,标准差为
3
的
10
万个随机数的大致分布,
下半部分是用小节
“ra
ndn()”
中最后那段语句生成
10
万个标准正态分布随机数的大致分布。
注意到上半个图像的对
称轴向正方向偏移(准确说移动到
x=2
处),这是由于均值为
2
的
结果。
而且,由于标准差是
3
,比标准正态分
布的标准差(
1
)要高,所以上半部分图形更胖
(
注意
x
轴刻度的不同
)
。
5
.
chi2rnd()
此函数生成服从卡方(
Chi-square)
分布的随机数。卡方分布只有一个参数:自由度
v
。基
本
语法
chi2rnd(v,[M,N,P,...])
生成的随机
数服从自由度为
v
的卡方分布,这些随机数排列成
M*N*P...
多维向量。如果只
写
M
,则生成
M*M
矩阵;
如果参数为
[M,N]
可以省略掉方括号。一些例子:
chi2rnd(5,5,1) %
生成
p>
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
chi2rnd(5,5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
< br>
chi2rnd(5,[5,4]) %
生成一个
p>
5
行
4
列的随机数
矩阵
%
注:上述语句生成的随机数所
服从的卡方分布的自由度都是
5
生成的随机数大致的分布。
x=chi2rnd(5,100000,1);
hist(x,50);
6
.
frnd()
此函数生成服从
F
分布的随机数。
F
分布有
2
个参数:
v1,
v2
。基本语法
frnd(v1,v2,[M,N,P,...])
生成的随
机数服从参数为
(v1,v2)
的卡方分布,这些随机数排列成
M*N*P...
多维向量。如果
只
写
M
,则生成
M*M
< br>矩阵;如果参数为
[M,N]
可以省略掉方括号。一些例
子:
frnd(3,5,5,1) %
生成
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
frnd(3,5,5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
frnd(3,5,[5,4]) %
生成
一个
5
行
4
列
的随机数矩阵
%
注:上述语句生成的
随机数所服从的参数为
(v1=3,v2=5)
的
F
分布
生成的随机数大致的分布。
x=frnd(3,5,100000,1);
hist(x,50);
从结果可以看出来,
F
分布集中在
x
正半轴的左侧,但是它在极端值处也很
可能有一些取
值。
7
.
trnd()
此函数生成服从
t(Student's t Distrib
ution
,这里
Student
不是
学生的意思,而是
Cosset.W.S.
的笔名
)
分布的随机数。
t
分布有
1
个参数:自由度
v
< br>。基本语法
trnd(v,[M,N,P,...])
生成的随机数服从参数为
v
的
t
分布,
这些随机数排列成
M*N*P...
多维向量。
如果只写
< br>M
,
则生成
M*M
矩阵;如果参数为
[M,N]
可以省略掉方括号。一
些例子:
trnd(7,5,1) %
生成
5
个随机数排列的列向量,一般用这种格式
trnd(7,5) %
生成
5
行
5
列的随机数矩阵
trnd(7,[5,4]) %
生成一个
p>
5
行
4
列的随机数
矩阵
%
注:上述语句生成的随机数所
服从的参数为
(v=7)
的
t
分布
生成的随机数大致的分布。
x=trnd(7,100000,1);
hist(x,50);
可以发现
t
分布比标准正太分布要
“
瘦
”
,不过随着自由度
v
的
增大,
t
分布会逐渐变胖,当
自由度为
正无穷时,它就变成标准正态分布了。
接下来的分布相对没有
这么常用,
同时这些函数的语法和前面函数语法相同,
所以写得
就简
略一些
——
在视频中也不会讲述,
你只需按照前面那几个分布的语法套用即可,
应该不会有
任何困难
——
时间足够的话这是一个不错的练
习机会。
8
.
betarnd()
此函数生成服从
Beta
分布的随机数。
Beta
分
布有两个参数分别是
A
和
B
。下图是
A=2,B=5
的
beta
分布的
PDF
图形。
p>
生成
bet
a
分布随机数的语法是:
betarnd(A,B,[M,N,P,...])
9
p>
.
exprnd()
此函数生成服从指数分布的随机数。指数分布只有一个参数
:
mu,
下图是
mu=3
时指数分布<
/p>
的
PDF
图形
生成指数分布随机数的语法是:
betarnd(mu,[M,N,P,...])
10
p>
.
gamrnd()
生成服从
Gamma
分布的随机数。
Gamma
分布有两个参数:
A
和<
/p>
B
。
下图是
A=
2,B=5 Gamma
分布的
PDF
图形
生成
Gamma
分布随机数的语法是:
gamrnd(A,B,[M,N,P,...])
11
p>
.
lognrnd()
< br>生成服从对数正态分布的随机数。其有两个参数:
mu
和
sigma
,服从这个这样的随机数取
对数后就服从均值为
mu
,标准差为
s
igma
的正态分布。下图是
mu=-1, sigma=1/
1.2
的对数
正态分布的
PDF
图形。
生成对数正态分布随机数的语法是:
lognrnd(mu,sigma,[M,N,P,...])
12
.
raylrnd()
p>
生成服从瑞利(
Rayleigh
)分布的
随机数。其分布有
1
个参数:
B
。下图是
B=2
的瑞利分布
< br>的
PDF
图形。
生成瑞利分布随机数的语法是:
raylrnd(B,[M,N,P,...])
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