C++Guns – RoboBlog

Wie baut man aus gleichverteilen Zufallszahlen normalverteile?
Man nimmt std::normal_distribution

http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/normal_distribution

Und wie ist das Implementiert? Eine Beispielimplementation gibt es in der gnu stdc++

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.4/libstdc++/api/a01267_source.html#l01678

Wtf? Versteht kein Mesch. Das Paper auf dass die sich beziehen ist auch ein Hammer.

http://www.eirene.de/Devroye.pdf Seite 249

Hier die Template bereinigte Version vom GNU

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <map>
#include <random>
#include <cmath>

double round(double x) {
    return int(x*10)/10.0;
}

// erzeugt gleichverteilte zufallzahlen im interfall [0:1]
struct uniform_real_random_device {
    std::mt19937 gen;
    std::uniform_real_distribution<> uniform_dist = std::uniform_real_distribution<>(0.0, 1.0);

    double operator() () {
        return uniform_dist(gen);
    }
};

/**
  * Polar method due to Marsaglia.
  *
  * Devroye, L. Non-Uniform Random Variates Generation. Springer-Verlag,
  * New York, 1986, Ch. V, Sect. 4.4.
  *
  * https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.4/libstdc++/api/a01267_source.html#l01678
  */
double normal_dist(uniform_real_random_device& rand, double mean, double stddev) {
    double x, y, r2;
    do
    {
        x = 2.0 * rand() - 1.0;
        y = 2.0 * rand() - 1.0;
        r2 = x * x + y * y;
    }
    while (r2 > 1.0 || r2 == 0.0);

    double mult = std::sqrt(-2 * std::log(r2) / r2);
    double result = y * mult;
    result = result*stddev + mean;
    return result;
}

int main() {
    uniform_real_random_device uniformRand;

    std::map hist;
    for(int n=0; n<100000; ++n) {
        double gaussZahle = normal_dist(uniformRand, 0.5, 0.5);
        ++hist[round(gaussZahle)];
    }

    // ausgabe
    for(auto p : hist) {
        std::cout << std::fixed << std::setprecision(1) << std::setw(2)
                  << p.first << ' ' << std::string(p.second/100, '*') << '\n';
    }
}

-1.5
-1.4
-1.3
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9 *
-0.8 *
-0.7 ***
-0.6 *****
-0.5 ********
-0.4 ************
-0.3 ******************
-0.2 **************************
-0.1 **********************************
0.0 ************************************************************************************************
0.1 **************************************************************
0.2 *********************************************************************
0.3 ****************************************************************************
0.4 *******************************************************************************
0.5 *******************************************************************************
0.6 ****************************************************************************
0.7 **********************************************************************
0.8 *************************************************************
0.9 *****************************************************
1.0 *******************************************
1.1 **********************************
1.2 **************************
1.3 ******************
1.4 *************
1.5 *********
1.6 *****
1.7 ***
1.8 **
1.9 *
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

Jaaa da ist noch ein Bug drin bei der 0. Wer ihn findet, darf mir eine Mail schreiben.