std::exponential_distribution

 

C++

语言

标准库头文件

自立与有宿主实现

具名要求

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

工具库

字符串库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

数值库

本地化库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

正则表达式库 (C++11)

原子操作库 (C++11)

线程支持库 (C++11)

技术规范

 

数值库

常用数学函数

数学特殊函数 (C++17)

数学常数 (C++20)

浮点环境 (C++11)

复数

数值数组

伪随机数生成

编译时有理数算术 (C++11)

因数运算

gcd (C++17)

lcm (C++17)

插值

midpoint (C++20)

lerp (C++20)

泛型数值运算

iota (C++11)

accumulate

inner_product

adjacent_difference

partial_sum

位操作

bit_cast (C++20)

byteswap (C++23)

has_single_bit (C++20)

bit_ceil (C++20)

bit_floor (C++20)

bit_width (C++20)

rotl (C++20)

rotr (C++20)

countl_zero (C++20)

countl_one (C++20)

countr_zero (C++20)

countr_one (C++20)

popcount (C++20)

endian (C++20)

 

伪随机数生成

均匀随机位生成器

uniform_random_bit_generator (C++20)

引擎及引擎适配器

linear_congruential_engine (C++11)

mersenne_twister_engine (C++11)

subtract_with_carry_engine (C++11)

discard_block_engine (C++11)

independent_bits_engine (C++11)

shuffle_order_engine (C++11)

非确定性生成器

random_device (C++11)

分布

均匀分布

uniform_int_distribution (C++11)

uniform_real_distribution (C++11)

generate_canonical (C++11)

伯努利分布

bernoulli_distribution (C++11)

binomial_distribution (C++11)

negative_binomial_distribution (C++11)

geometric_distribution (C++11)

泊松分布

poisson_distribution (C++11)

exponential_distribution (C++11)

gamma_distribution (C++11)

weibull_distribution (C++11)

extreme_value_distribution (C++11)

正态分布

normal_distribution (C++11)

lognormal_distribution (C++11)

chi_squared_distribution (C++11)

cauchy_distribution (C++11)

fisher_f_distribution (C++11)

student_t_distribution (C++11)

采样分布

discrete_distribution (C++11)

piecewise_constant_distribution (C++11)

piecewise_linear_distribution (C++11)

种子序列

seed_seq (C++11)

C 库

rand

srand

RAND_MAX

 

std::exponential_distribution

成员函数

exponential_distribution::exponential_distribution (C++11)

exponential_distribution::reset (C++11)

生成

exponential_distribution::operator() (C++11)

特征

exponential_distribution::lambda (C++11)

exponential_distribution::param (C++11)

exponential_distribution::min (C++11)

exponential_distribution::max (C++11)

非成员函数

operator==operator!= (C++11)(C++11)(C++20 前)

operator<<operator>> (C++11)(C++11)

 

定义于头文件 <random>
template< class RealType = double > class exponential_distribution;		(C++11 起)

产生随机浮点值 \(\small x\)x ，分布服从概率密度函数：

\(\small P(x|\lambda) = \lambda e^{-\lambda x}\)P(x|λ) = λe-λx

若随机事件以常数频率 \(\small\lambda\)λ 于每个时间/距离单位发生，则获得的值为直至下次随机事件的时间/距离。例如，此分布描述盖革计数器的点击间的时间，或 DNA 链中变异点间的距离。

这是 std::geometric_distribution 的连续对应。

std::exponential_distribution 满足随机数分布 (RandomNumberDistribution) 。

模板形参

RealType

-

生成器所生成的结果类型。若它不是 float 、 double 或 long double 之一则效果未定义。

成员类型

成员类型	定义
result_type(C++11)	RealType
param_type(C++11)	参数集的类型，见随机数分布 (RandomNumberDistribution) 。

成员函数

(构造函数) (C++11)	构造新分布 (公开成员函数)
reset (C++11)	重置分布的内部状态 (公开成员函数)
生成
operator() (C++11)	生成分布中的下个随机数 (公开成员函数)
特征
lambda	返回 lambda 分布参数（事件频率） (公开成员函数)
param (C++11)	获取或设置随机参数对象 (公开成员函数)
min (C++11)	返回最小的潜在生成值 (公开成员函数)
max (C++11)	返回最大的潜在生成值 (公开成员函数)

非成员函数

operator==operator!= (C++11)(C++11)(C++20 中移除)	比较两个分布对象 (函数)
operator<<operator>> (C++11)	执行伪随机数分布的流输入和输出 (函数模板)

注解

若 RealType 为 float ，则一些实现有时会返回无穷大。此为 LWG 问题 2524 。

示例

运行此代码

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <map>
#include <random>
int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
 
    // 若粒子平均每秒衰变一次，
    // 则到下个衰变前要多少秒的时间？
    std::exponential_distribution<> d(1);
 
    std::map<int, int> hist;
    for(int n=0; n<10000; ++n) {
        ++hist[2*d(gen)];
    }
    for(auto p : hist) {
        std::cout << std::fixed << std::setprecision(1) 
                  << p.first/2.0 << '-' << (p.first+1)/2.0 <<
                ' ' << std::string(p.second/200, '*') << '\n';
    }
}

可能的输出：

0.0-0.5 *******************
0.5-1.0 ***********
1.0-1.5 *******
1.5-2.0 ****
2.0-2.5 **
2.5-3.0 *
3.0-3.5 
3.5-4.0

外部链接

Weisstein, Eric W. “指数分布。”来自 MathWorld--A Wolfram Web Resource 。