/*generates 1000 random numbers, lists frequency*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main(void)
{
int count, generated_num ;
char nums[10] = {0};
srand(time(NULL));
for (count = 0; count < 1000; count++) {
generated_num = rand() % 10 + 1;
nums[generated_num-1] += 1;
}
for (count = 0; count < 10; count++) {
printf("%d occured %d times\n", count+1, nums[count]);
}
return 0;
}
我如何学习编写速度高效但又可读/可修改/不混乱的高效代码？
#1 楼
速度和效率不用担心。您需要生成1000个随机数，并做一些会计工作。任何合理的解决方案，例如您的解决方案，都将具有相似的效果。
类型
为什么使用
char数组来跟踪出现的次数？您要将1000个随机数放入10个容器中。如果其中一个垃圾箱中的物品超过127个怎么办？您会溢出。总而言之，这些垃圾箱应为
int类型。如果您希望代码不是一成不变的，甚至不要考虑跳过几字节的存储空间。命名
nums实际上存储计数。在第二个循环中使用过的count实际上是指生成的数字。我建议进行以下重命名：nums→bins count→i 评论
\ $ \ begingroup \ $
您应该详细说明偏见问题及其解决方法。
\ $ \ endgroup \ $
–爱德华
2014年8月5日在18:16
\ $ \ begingroup \ $
+1表示应将计数重命名为i-非规范循环变量是我阅读代码时首先想到的东西。
\ $ \ endgroup \ $
– godlygeek
2014年8月5日19:11
\ $ \ begingroup \ $
@Edward我匆忙发布了答案。进一步想想，在大多数情况下，20亿分之一的偏差太小，不足以引起大惊小怪，因此，我撤回了部分答案。
\ $ \ endgroup \ $
– 200_success
2014年8月5日在20:04
\ $ \ begingroup \ $
@ 200_success：是否有问题取决于用例。
\ $ \ endgroup \ $
–爱德华
2014年8月5日在21:12
\ $ \ begingroup \ $
@Edward：如果在这种情况下存在偏见是一个问题，则不应首先使用rand（）。
\ $ \ endgroup \ $
–加布
2014年8月6日在4:11
#2 楼
总的来说，这段代码看起来还不错，但是有一些地方可以改进。此行：
不会初始化
nums的所有元素（我认为某些编译器会在某些构建模式下默认初始化局部变量，但您不应依赖于此）。使用for循环或标准库函数memset()可以做到这一点：char nums[10] = {0};
作为200_success注释，使用
char作为数组的基本类型会使您容易溢出如果您碰巧随机生成了127个以上的给定数字（假设您的char有8位，则可能会这样做）。对于计数，通常最好使用unsigned数量，如果您知道计数永远不会为负，则应将nums声明为：#include <string.h>
...
memset(nums, 0, sizeof(nums));
在此代码中，您要在
generated_num上加1，然后在下一行将其用作索引时减去1：unsigned int nums[10];
不进行以下操作：
generated_num = rand() % 10 + 1;
nums[generated_num-1] += 1;
可以想象，将行折叠成一条，在main的开头保存
generated_num的声明：generated_num = rand() % 10;
nums[generated_num] += 1;
还可以使用前或后递增运算符来更新生成的数字的计数：
nums[rand() % 10] += 1;
使用魔术在代码中的多个位置编号
10（nums数组的大小）。您应该声明以下常量之一：nums[rand() % 10]++;
这样，如果您决定要使用11或12或37个随机数，则只需更改它即可在一个地方。
评论
\ $ \ begingroup \ $
关于您的第一点：C99 6.7.8§10明确表示它将被初始化为全零。
\ $ \ endgroup \ $
–分裂
2014年8月5日在18:39
\ $ \ begingroup \ $
char nums [10] = {0};比char nums [10]更具可读性，并且（几乎可以肯定）执行速度更快； for（int i = 0; i
– godlygeek
2014年8月5日19:06
\ $ \ begingroup \ $
@Snowbody：他们当然可以...但是，如果他们愿意，他们还可以重新定义0或sizeof（char）。问题是您要走多远，以适应那些已经遵循了十年半的著名标准的编译器。 （我，我会说“一点也不远”。）
\ $ \ endgroup \ $
– cHao
2014年8月5日19:52
\ $ \ begingroup \ $
@Snowbody：显然，C标准甚至在C99之前都指定了相同的东西。 C89（第一个正式的C标准）说：“如果列表中的初始化程序少于聚合成员的数量，则聚合的其余部分应隐式地初始化为具有静态存储持续时间的对象。”静态对象隐式初始化的规则是“隐式初始化，就好像每个具有算术类型的成员都被分配了0，而每个具有指针类型的成员都被分配了一个空指针常量。”
\ $ \ endgroup \ $
– godlygeek
2014年8月5日在20:38
\ $ \ begingroup \ $
在C语言中，{0}构造被称为通用（零）初始化程序，因为它可以应用于每种类型（尽管gcc在复合类型上使用它时会发出不当的警告，因此似乎不喜欢它，但是这是gcc愚蠢的问题）。请使用它，这就是它的用途。
\ $ \ endgroup \ $
–托马斯
2014年8月6日在2:22
#3 楼
其他人已经指出了有关编码样式的一些内容。遵循他们的建议，您将与更专业的C代码保持一致。不幸的是，这仍然不能为您提供良好的随机数。现在，根据您要执行的操作，可能还不错，但是我仍然想指出一点。 C函数
rand是一个非常非常糟糕的随机数生成器。仅给出很少的（完整）输出，一个人已经可以推断出一些有关下一个数字的信息。srand(time(NULL));也是一个相对不好的种子。在两台不同的计算机上同时运行该程序（几秒钟！）将得到相同的数字。短期连续运行该程序将得到相似的数字。此外，rand() % 10不会创建均匀分布的数字。 RAND_MAX通常不能被10整除，因此较低的数字将比8或9更有可能。当您要从较大的范围绘制数字时，这一点更加明显。 RAND_MAX通常仅为32k数量级，因此1-2000或类似范围内的图形编号已经明显偏向较低的数字。tl; dr如果随机数不重要（例如电脑游戏），一切都应该没问题。如果您想进行数字或加密，请不要使用
rand()。编辑：在C中获得良好的随机数有点困难...
如果要进行加密，请在linux系统上阅读
/dev/random（请注意，在OSX下，/dev/random不具有加密安全性！）或在Windows系统上调用CryptGenRandom。两者都将提供“真实”随机数。对于数字，您可以（例如）使用Mersenne Twister（维基百科上的创意-公共代码）并使用真正的随机数或当前时间（最好是哈希值）以纳秒为单位播种。无论哪种情况，您都必须做一些工作才能在任何给定范围内获得均匀的分布。一种简单但无效的方法只是在需要时绘制一个新的随机数/// @arg (*random) - a function providing (pseudo) random unsigned numbers
/// @arg randMax - the largest number that can be returned by (*random)
/// @arg rangeMax - the largest desired number
/// @returns a uniformly random number in [0, rangeMax]
unsigned uniform(unsigned (*random)(void), unsigned randMax, unsigned rangeMax) {
if (rangeMax <= randMax) {
// the following assumes, that both maxima are smaller than 2^32-1
randMax += 1;
rangeMax += 1;
unsigned cutoff = (randMax / rangeMax) * rangeMax;
unsigned result = random();
while (result >= cutoff) {
result = random();
}
return result % rangeMax;
} else {
// more complicated code or error
}
}
如果您不想丢弃采样的任何随机数，则必须管理一些随机数。内部状态。这很快变得复杂，超出了此答案的范围。
评论
\ $ \ begingroup \ $
如果您提到rand的替代方法，那就太好了。
\ $ \ endgroup \ $
–RubberDuck
2014年8月6日下午0:17
\ $ \ begingroup \ $
@ ckuhn203：这可能只是一个普遍的想法。除非有人试图从头开始实现某项功能，否则C中没有太多选择。
\ $ \ endgroup \ $
– Jamal♦
14年8月6日，0：55
\ $ \ begingroup \ $
@ ckuhn203我不知道有哪个库可以为C提供简单的解决方案，但我添加了一些有关如何手动获取适当随机数的指针。
\ $ \ endgroup \ $
–示例
2014年8月6日上午10:29
#4 楼
对于一个简单的程序来说，这实际上非常简洁，但是我还有另外两件事：在循环之前声明
count，因为它是循环计数器变量。您不应该只是在顶部“列出”每个变量，因为如果不再使用它们，可能会使跟踪它们变得更加困难。对于循环计数器，通常适用于C99之前的版本。如果您使用的是较新的版本，从而可以在loop语句中初始化计数器变量，请改为执行此操作。它分开了，尽管这并不是什么大不了的事情。但是，总的来说，重要的是仅在更多模块化程序中才在
srand()中调用它（以避免重置种子）。评论
\ $ \ begingroup \ $
我始终在开始时就声明了所有变量，因为这是我看到ii并一直这样做的方式。您对srand（）表示什么？您是说要使其成为全局功能，只要它仅在一个功能中使用？
\ $ \ endgroup \ $
–user50585
14年8月5日在18:28
\ $ \ begingroup \ $
@ user50585：抱歉！我的意思是main（）的顶部。我会解决的。
\ $ \ endgroup \ $
– Jamal♦
2014年8月5日在18:29
\ $ \ begingroup \ $
但是，如果有多个功能使用它，我应该放在哪里？在主要的顶部还是全球？跨多个文件呢，只有一个文件可以。
\ $ \ endgroup \ $
–user50585
2014年8月5日在18:31
\ $ \ begingroup \ $
@ user50585：这可能是从过去的习惯开始的，那时您实际上已经习惯了这样做（不确定是否适用于C ++，但适用于C）。如今，您可以这样做（int i = 0; i <1000; i ++）。它提高了可读性，并确保您不在其他地方使用迭代变量，因为您忘记了通过将其范围限制为循环本身而在循环中进行设置。
\ $ \ endgroup \ $
–user622505
2014年8月5日19:12
\ $ \ begingroup \ $
@ user50585：是的，这很糟糕。通过将变量名称（和类型）与实际使用位置分开来降低可读性，这使读者在使用变量时更难知道变量的类型。这也使删除变量的工作更加繁复-您必须从声明它的列表和使用它的地方都删除它，因此“在块开头声明的所有变量”方法趋向于离开周围有许多未使用的变量，没人愿意删除。
\ $ \ endgroup \ $
– godlygeek
2014年8月5日在19:20
评论
您的代码的目的是什么？您想确定什么？您是要衡量rand（）的行为，还是要“公平地”滚动并保持计数以查看它与均匀分布之间的差异？您应该意识到，这实际上并没有创建统一的分布，但是有一种解决方法。对于您的应用程序是否值得这样做取决于您，但是您应该意识到这一问题。
请记住对您认为有帮助的答案进行投票。您可能还会接受最有帮助的一个答案。
如果您关心（甚至一点点）生成的随机数的质量，则应该使用比rand（）+ srand更好的RNG库。提到了@Edward的模偏差，但是与兰德吮吸的效果相比很小。
实际上，在现代架构上使用char或short可能会更慢，您可以做一个基准测试来看看。您应该改用int，并且只能在不适合缓存的超大型数组中使用较小的类型