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c++ - C++ 指数分布偶尔会返回预期为 0 的 inf

问题描述

在一个项目中，我正在生成数百万个 expo(lambda) 随机变量，其中 lambda 可能非常大。使用时，std::exponential_distribution<float>我偶尔会得到一个返回值inf。如果 lambda 接近 0，我会理解这一点，但是当 lambda 很大时，预期值非常接近于零。例如，以下程序通常在几百万次抽奖后终止：

#include<iostream>
#include<random>

int main(void)
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 generator(rd());

    float lambda = 1000000.0;
    float val = 0;

    for(int i = 0; i < 1000000000; ++i)
    {
        std::exponential_distribution<float> dist(lambda);
        val = dist(generator);

        if(isinf(val))
        {
            std::cout << i << " " << val << " failure" << std::endl;
            exit(0);
        }
    }

    return 0;
}

如果函数中有一些错误（由于精度），为什么它返回inf而不是更方便0.0？除了手动检查输出是否有限之外，还有什么方法可以解决这个问题？谢谢。

标签： c++random

解决方案

理查德克里顿的评论说：

“......如果 RealType 是浮点数，某些实现可能偶尔会返回无穷大。这是 LWG 问题 2524......”来源（有问题的链接）：https ://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/随机/指数分布

切换到double并不能解决这个问题，相反，它只会减少看到它的机会（或至少使它可以忽略不计）。正如 LWG 问题所指出的，根本问题是generate_canonical（某些实现可以利用）在极少数情况下可能会返回 1.0，因此-log(1-generate_canonical())可能会输出无穷大。在实践中，这float比 with更有可能，因为与 with 相比，可以产生double的数字要少得多（实际上是 2^24 而不是 2^53）。（无论如何，右尾分布的幼稚实现还有其他问题，例如指数分布；请参阅“重新调节分位数函数”。）generate_canonicalfloatdouble

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