Java中有没有办法按照固定的平均值和标准差生成随机数?

Question

问题

我知道如何生成具有固定平均值和标准差的随机数。

我还希望将这些值约束在一个范围内(我知道这意味着结果不会是真正的高斯分布，而是裁剪的高斯分布(

上下文

我试图回答的更广泛的问题是

假设你有一个黑匣子，每 10 秒发出一只猴子， 猴子的高度在 24 到 36 英寸之间。高度 生成超过半 n 小时的猴子遵循正态分布 平均值为 30.5 英寸，标准偏差为 2.5。虽然还有另一个 房间里的盒子，如果猴子的高度低于，就会消失 28 英寸，每 20 秒发生一次。编写要计算的程序 N 天后留在房间中的猴子数量(n 是用户 输入(。为了逻辑起见，假设空间足够大 容纳无限数量的猴子，它们有食物。

Answer 1

nextGaussian(( 方法返回平均值为 0、标准差为 1 的随机数。

这意味着 nextGaussian(( 返回的数字将倾向于在 0 附近"聚类"，并且(大约(70% 的值将在 -1 到 1 之间。根据 nextGaussian(( 返回的值，您可以缩放和平移它们以获得其他正态分布：

• 要更改分布的 maen(平均值(，请添加所需的 价值;

• 要更改标准差，请将该值相乘。

例子： 要生成平均值为 500 且标准差为 100 的值，请执行以下操作：

double val = r.nextGaussian() * 100 + 500;

要生成平均值为 30.5 且标准差为 2.5 的值，请执行以下操作：

double val = r.nextGaussian() * 2.5 + 30.5;

有了这个 70% 的值将在 28 到 33 之间。由于99.7%的值位于3西格玛范围内，因此猴子的高度在24到36之间。

Answer 2

正如 VGR 在他们的评论中提到的，您可以使用 Random.nextGaussian(( 生成一个高斯分布随机数，平均值为零，标准差为 1。您可以通过添加此值来影响均值，并通过乘法影响标准差。因此，您可以一起生成具有被嘲笑的属性的随机数。你会想要

desiredMean + desiredStandardDeviation * Random.nextGaussian()

您已经陈述了一个额外的要求，即值必须在一个范围内，您只需重新滚动一个新值，直到获得该范围内的值，即可轻松实现此目的。

Answer 3

从JDK 17开始，Random和SecureRandom实现了接口RandomGenerator，该接口具有新的方法nextGaussian(double mean, double stddev)

OpenJDK实现与之前的答案相同：

default double nextGaussian(double mean, double stddev) {
if (stddev < 0.0) throw new IllegalArgumentException("standard deviation must be non-negative");
return mean + stddev * RandomSupport.computeNextGaussian(this);
}