libdspl-2.0/dspl/src/randomgen/randn.c

127 wiersze
4.5 KiB
C
Czysty Wina Historia

This file contains ambiguous Unicode characters!

This file contains ambiguous Unicode characters that may be confused with others in your current locale. If your use case is intentional and legitimate, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to highlight these characters.

/*
* Copyright (c) 2015-2024 Sergey Bakhurin
* Digital Signal Processing Library [http://dsplib.org]
*
* This file is part of libdspl-2.0.
*
* is free software: you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* DSPL is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
* along with Foobar. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
*/
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include "dspl.h"
#include "randomgen.h"
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
#endif
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
/*! ****************************************************************************
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
\brief Генерация вектора нормально распределенных псевдослучайных чисел.
Функция использует преобразование Бокса-Мюллера для приведения
равномерно-распределенных псевдослучайных чисел к нормальному распределению
с математическим ожиданием \f$\mu\f$ и среднеквадратическим
отклонением \f$\sigma\f$.
\param[in,out] x
Указатель на вектор случайных чисел. \n
Размер вектора `[n x 1]`. \n
Память должна быть выделена. \n\n
\param[in] n
Размер вектора случайных чисел. \n\n
\param[in] mu
Математическое ожидание \f$\mu\f$. \n\n
\param[in] sigma
Среднеквадратическое отклонение \f$\sigma\f$. \n
Дисперсия сгенерированных чисел равна \f$\sigma^2\f$. \n\n
\param[in] prnd
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
псевдослучайных чисел. \n
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
\return
`RES_OK` --- вектор нормально распределенных
псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
Пример использования функции:
\include randn_test.c
Программа рассчитывает независимые векторы нормально распределенных
псевдослучайных чисел, \f$\mu = 0\f$ и \f$\sigma=1\f$.
В результате выполнения программы можно увидеть график:
\image html randn_test.png
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
***************************************************************************** */
#endif
int DSPL_API randn(double* x, int n, double mu, double sigma, random_t* prnd)
{
int k, m;
double x1[RAND_BUFSIZE], x2[RAND_BUFSIZE];
int res;
if(!x)
return ERROR_PTR;
if(n<1)
return ERROR_SIZE;
if(sigma < 0.0)
return ERROR_RAND_SIGMA;
k=0;
while(k < n)
{
if((res = randu(x1, RAND_BUFSIZE, prnd)) != RES_OK)
goto exit_label;
if((res = randu(x2, RAND_BUFSIZE, prnd)) != RES_OK)
goto exit_label;
m = 0;
while(k < n && m < RAND_BUFSIZE)
{
if(x1[m] != 0.0)
{
x[k] = sqrt(-2.0*log(x1[m]))*cos(M_2PI*x2[m])*sigma + mu;
k++;
m++;
}
}
}
res = RES_OK;
exit_label:
return res;
}