乱数の発生

CindyScriptで乱数を発生する方法について考えます。

乱数の発生に関係する関数は、CindyScriptに次の６つが用意されています。

random() : 引数なし ０から１までの一様乱数を発生

randomnormal() : 引数なし (0,1)正規乱数を発生。正規乱数とは、発生した乱数の分布が正規分布に従うもの。

randombool() : 引数なし true または false を発生

random(数) : ０から引数までの実数の一様乱数

randomint(数）：０から引数までの整数の一様乱数

seedrandom(数) : 引数に与えた数に対して、実行するたびに同じ乱数列が発生

ここでは、「１，２，３のどれかが同じ確率で出現する乱数」を発生させてみましょう。整数値が欲しいので、randomint()を使います。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

n1=0;

n2=0;

n3=0;

repeat(100,

   a=randomint(3)+1;

   if(a==1,n1=n1+1);

   if(a==2,n2=n2+1);

   if(a==3,n3=n3+1);

);

println(n1+","+n2+","+n3);

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

n1,n2,n3 はカウンタです。１，２，３の数が何回現れたかを数えます。最初は０です。

5行目で１,２,３のいずれかの数を発生します。randomint(3)は０から３までの整数の一様乱数を発生しますが、「３まで」がちょっとくせ者で、式で書くと 0≦x<3 なのです。３はできません。すなわち実際にできるのは０，１，２の３通りなのです。そこで、１を加えて１，２，３のどれかになるようにしています。

そのあと、発生した乱数aが１か２か３かによって、カウンタn1,n2,n3の値を１つ増やします。

これを100回繰り返して、最後にコンソールに表示します。

うまくいっているように見えますが、実際には実行するたびにかなりばらつきが出ます。とはいえ、これはしかたのないことです。1000回、10000回と回数を増やせば確率3分の１に近くなります。これは「一様乱数」のもともとの性質です。

これで「確率３分の１で数「１」を発生する」というコードが書けます。

目的は達成できましたが、CindyScriptでちょっと遊んでみましょう。

上のスクリプトでは、発生した乱数を変数aに代入し、その値を if で判断してカウンタを動かしています。これに対し、「リスト」を使えば if による判定がいらなくなるのです。

リストは、「ものを集めたもの」です。３つの数のリストは [2,4,6] のように表現されます。２と４と６からなるリストです。ここで、n1,n2,n3 というカウンタをリストにするのです。[n1,n2,n3]です。最初は全部０なので [0,0,0]です。

さて、乱数aができたら、それが整数で１，２，３のいずれかであることを利用します。どういうことかというと、１，２，３という数はそのまま「番号」として使えるからです。たとえば、１がでたらそれは1番目ということにします。そこで、リストの1番目の要素に１を足します。すこし具体的に例をあげてみましょう。

最初は何もない [0,0,0]

乱数１が出た [1,0,0]

また１が出た [2,0,0]

次に３が出た [2,0,1]

さて、リストのn番目の要素は _n で指定できます。_はアンダーバーです。すると、次のスクリプトで先ほどと同じことができます。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

n=[0,0,0];

repeat(100,

   a=randomint(3)+1;

   n_a=n_a+1;

);

println(n);

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー