컴퓨터는 완전한 의미의 랜덤 숫자를 만들 능력이 없다.
따라서 난수처럼 보이는 숫자를 만든 후 난수라고 말한다(수도 난수)
난수처럼 보이는 숫자들을 만들기 위해 컴퓨터는 seed number를 받아서 정해진 공식대로 숫자를 만든다.
seed number는 공식에 들어가는 첫번째 숫자이다.
seed number가 고정되면 항상 동일한 난수가 나온다. 공식에 들어가는 첫번째 숫자가 똑같으므로 그 이후 과정에서 나오는 숫자도 동일하게 나오기 때문이다.
C++11부터 랜덤변수를 만드는 헤더로 헤더가 들어가 있다.
이 헤더의 사용법이 헷갈리므로 정리하려고한다. 헤더로 난수를 발생시 4가지 과정이 있다. #### 1) 랜덤 디바이스를 생성 (랜덤 디바이스를 통해 seed 값이 자동으로 바뀐다) #### 2) 생성기를 생성한다 #### 3) 생성기가 따르는 분포를 설정한다 #### 4) 분포가 생성기로 분포를 따르는 난수 생성를 생성한다
### 1) 랜덤 디바이스 생성 ```c++ #include #include using namespace std; int main() { random_device re; return 0; } ``` ===> random_device 자체가 랜덤 디바이스를 뜻하고 re는 랜덤 디바이스의 변수명이다
### 2) 생성기를 생성한다 ##### 생성기는 공식이라고 편하게 생각하겠다. 생성기 종류 별로 난수를 만드는 공식이 다른 것이다. 예를 들어 A 생성기는 X+Y로 난수를 만들지만 B 생성기는 X - Y로 난수를 만든다 이런식으로 생각하겠다. https://www.cplusplus.com/reference/random/ 위 홈페이지를 보면 generators에 엄청나게 많은 생성기들이 있다. 많은 생성기 중 default_random_engine을 생성기로 사용한다 ```c++ #include #include using namespace std; int main() { random_device re; default_random_engine randE( re() ); for (int i = 0; i < 2; i++) { cout << randE << endl; } return 0; } ``` default_random_engine을 생성기로 사용하였으며 생성기의 변수명은 randE이다. 이때 생성기의 변수명 randE안에 랜덤 디바이스의 변수명 re()를 넣어줘야한다. 이제 랜덤한 seed를 이용해서 default_random_engine은 자신이 가진 공식을 사용해 (의사)난수를 생성한다. 코드를 작동시키면 알 수 있겠지만 생성기의 변수명 만으로도 난수를 생성하여 cout 할 수 있다. 하지만 생성기가 따를 분포를 결정해 주지 않으면 정말 쓸모 없이 난수만 만들어진다. 따라서 생성기가 난수를 생성하며 만족시킬 분포를 결정해야 한다.
### 3) 생성기가 따르는 분포를 설정한다 마찬가지로 위 홈페이지를 가보면 다양한 종류의 분포를 만들어주는 함수를 알려주고 있다. 분포의 종류와 성질은 통계적인 내용이므로 후에 공부하자. 크게 보면 Uniform한 분포를 따르는 함수들, 베르누이와 관련된 분포를 따르는 함수들, Rate-based 분포를 따르는 함수들, 표준분포(가우시안) 관련된 분포를 따르는 함수들, Piecewise와 관련된 분포를 따르는 함수들을 정의하고 있다. 이 중 가우시안과 관련된 분포를 따르는 함수 중 normal_distribution 분포를 생성기가 따라야 하는 분포로 설정하겠다. ##### 분포중에서 베르누이 분포를 제외하고는 전부 class가 template으로 선언되어 있다. ```c++ #include #include using namespace std; int main() { random_device re; default_random_engine randE(re()); normal_distribution noraml(0, 100); return 0; } ``` 이제 randE라는 생성기가 만들어내는 변수는 평균이 0이고 분산이 100 (표준편차는 10)인 가우시안 함수의 분포를 만족하면서 생성 될 것이다.
### 4) 분포가 생성기를 사용해 분포를 따르는 난수들을 생성한다. ```c++ #include #include using namespace std; int main() { random_device re; default_random_engine randE(re()); normal_distribution noraml(0, 100); for (int i = 0; i < 100; i++) { cout << noraml(randE) << endl; } return 0; } ``` normal(randE) 코드를 사용해 평균이 0이고 분산이 100인 가우시안 분포를 가지는 난수들을 생성할 수 있다. random 헤더는 대략 위와 같이 사용하며 통계적 지식이 있어서 어떤 분포를 사용할지 또 어떤 생성기를 사용할지를 상황에 맞게 상뇽하면 될 것 같다. 한글로 된 MS 문서이다. https://docs.microsoft.com/ko-kr/cpp/standard-library/random?view=msvc-160#engdist