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随机数发生器测试

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随机数发生器测试

您应该意识到,您不能 保证 随机数生成器正常工作。请注意,即使是[1,10]范围内的完美均匀分布- 在10个数字的随机采样中,也有10
-10的机会得到10乘以10。

有可能吗 当然不是。

所以-什么 可以 做什么?

我们可以从 统计学上证明 ,如果随机数生成器确实均匀分布,则组合(10,10,....,10) 不太可能 。这个概念称为
假设检验
。通过这种方法,我们可以说“具有x%的确定性水平-我们可以拒绝数据取自均匀分布的假设”。

这样做的一种常见方法是使用 Pearson的Chi-
Squared检验

,这个想法与您的相似-填写表格-检查每个单元格 观察到的 (生成的)数目是多少, 预期的
数目是多少空假设下每个像元的数字(在您的情况下,期望值为

k/M
-,其中M是范围的大小,k是所取数字的总数)。
然后,您可以对数据进行一些操作(有关更多信息,请参阅Wikipedia文章,以了解该操作的确切含义)-并获得一个数字(测试统计量)。然后,您检查此数字是否
可能 来自卡方分布。如果是,则不能拒绝原假设,如果不能,则可以x%的确定性确定数据不是来自统一随机生成器。

编辑: 示例:
您有一个多维数据集,并且要检查它是否“公平”(在中均匀分布

[1,6]
)。将其抛出200次(例如)并创建下表:

number:     1       2         3         4          5          6empirical occurances: 37       41        30        27         32         33expected occurances: 33.3      33.3      33.3      33.3       33.3       33.3

现在,根据Pearson的检验,统计量为:

X = ((37-33.3)^2)/33.3 + ((41-33.3)^2)/33.3 + ... + ((33-33.3)^2)/33.3 X = (18.49 + 59.29 + 10.89 + 39.69 + 1.69 + 0.09) / 33.3X = 3.9

对于随机

C~ChiSquare(5)
,中较高,则概率
3.9
~0.45
(这不是不可能)1。

因此我们 不能 拒绝原假设,并且可以得出结论,数据 可能 均匀地分布在

[1,6]


(1)如果值小于0.05,我们通常会拒绝原假设,但这在很大程度上取决于情况。



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