rand() et srand()

Bonjour,

L'autre jour, j'ai eu un petit soucis avec ces deux fonctions.
En effet, il me fallait un nombre aléatoire compris entre 0 et 4 (pour un bête test, pas dans un gros programme donc).
J'ai donc un code du style :

Code:

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1 2	srand(time(NULL)); int i = 4*rand()/((float)RAND_MAX);

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... et je me retrouve toujours avec la même valeur de i !
Si par contre j'écris :

Code:

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1 2 3 4 5

srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < 20; ++i) { cout << (int)(4*rand()/((float)RAND_MAX)) << endl; }

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... j'ai toujours le même nombre en premier, mais les autres changent d'une exécution à l'autre.

Si j'affiche juste rand() :

Code:

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1 2 3

srand(time(NULL)); cout << rand() << endl return 0;

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... ça me donne : 14010, 14039, 14066, ... Pas si aléatoire que ça :?

Je ne sais pas exactement comment fonctionnent rand() et srand(), mais je crois que srand() définit la première valeur de rand(), qui sert ensuite à calculer la suivante, et ainsi de suite.
J'aurai cru que la valeur donnée à srand() était un peu comme un indice dans un tableau de nombre aléatoires, mais il semblerai qu'il y ait une relation linéaire entre la valeur donnée à srand() et la première valeur de rand()...

C'est intentionnel ? (je ne trouve pas ça très malin, m'enfin il doit y avoir une raison)
Quelle valeur je devrais donner à srand() pour éviter ça ?

Merci d'avance pour vos conseils.

Edit : j'utilise gcc.

Ils sont dans la même fonction srand() et rand()? Si oui alors enléve srand(). Il ne doit être appelé qu'une fois dans le programme car il permet d'initialiser la graine du générateur de nombre pseudo aléatoire qu'est rand().

Pour plus de détail voir les entrées correspondantes dans la faq. (je crois que c'est dans la faq C)

Non non, ce n'est pas le problème. Essaye :

Code:

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1 2 3 4 5 6

int main() { srand(time(NULL)); cout << rand() << endl; return 0; }

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Même en attendant une ou deux secondes entre deux exécutions, on retrouve presque le même nombre.

Edit : après quelques tests, on vois que, si on a appelé srand(i), le premier rand() vaut (presque) : round(3.25*i)+38.

J'ai aussi la même chose :calim2:

Ce qu'il reste à faire, c'est de ne pas prendre en compte la première valeur donnée par rand()... ou alors, vu que c'est seulement entre 1 et 4, tu peux utiliser le modulo:

Code:

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1 2 3 4 5

srand(time(NULL)); for (int i = 0; i < 20; ++i) { cout << (rand()%4)+1 << endl; }

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Là tu n'aurais pas les mêmes valeurs de i pour deux exécutions successives (contrairement à la division)

C'est normal puisque tu relances le programme presque de suite la graine à peu changer. Quel programme se relancerait comme ça à 1 secondes d'intervalles ?

Citation:

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Envoyé par Goten

C'est normal puisque tu relances le programme presque de suite la graine à peu changer. Quel programme se relancerait comme ça à 1 secondes d'intervalles ?

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La graine change, d'accord, mais ce qui est étonnant c'est que la première valeur donnée par rand() est cette graine et non pas un nombre aléatoire généré à partir de la graine.

Citation:

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Envoyé par Goten

Quel programme se relancerait comme ça à 1 secondes d'intervalles ?

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Le mien :aie:
C'est juste un programme de test, mais ça reste embêtant...

@Dreambeliever : Oui, avec le modulo c'est nettement mieu :ccool:

Qu'en sait tu que c'est la graine? Moi j'en est aucune idée. (en fait je suis même sur que c'est pas la graine).


De toute façon si tu as besoin de générateur plus poussé tourne toi vers boost::random.

Citation:

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Envoyé par Goten

Qu'en sait tu que c'est la graine? Moi j'en est aucune idée. (en fait je suis même sur que c'est pas la graine).

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Bah alors il y a un gros problème: avec deux graines légèrement différentes, on obtient deux nombres aléatoires légèrement différents?

voilà un test:

Code:

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

#include <iostream> #include "windows.h"   using namespace std;   int main() { for (int i = 0; i < 5; i++) {   srand(time(NULL)); cout << rand() << endl; Sleep(1000); }   return 0; }

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Citation:

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1823
1826
1829
1832
1836

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Si le chiffre ne correspond pas à la graine modulo quelque chose (modulo RAND_MAX?), je ne vois pas comment expliquer des valeurs si rapprochées?

Citation:

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Envoyé par Kalith

Non non, ce n'est pas le problème. Essaye :

Code:

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1 2 3 4 5 6

int main() { srand(time(NULL)); cout << rand() << endl; return 0; }

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Même en attendant une ou deux secondes entre deux exécutions, on retrouve presque le même nombre.

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Déjà, rand() renvoie un nombre PSEUDO-aléatoire... En initialisant avec la même valeur, tu retrouveras la même suite de chiffres (ne PAS tenter de l'utiliser en cryptographie, c'est très mauvais, cf. littérature dédiée).

De plus, "time" renvoie un nombre de SECONDES depuis le 01/01/1970 : il est donc tout à fait normal que tu aie des valeurs "proches" sur deux lancements consécutifs... Essaie plutôt d'initialiser avec le champ microsecondes de "gettimeofday" (Unix), ou de "GetTickCount" (Windows).

Sinon, voici un lien pour implémenter "gettimeofday" sur Windows, au besoin.
Dans l'autre sens, un autre lien pour implémenter "GetTickCount" sur Linux... :mrgreen:

Salut,
Effectivement, on aurait pu espérer que le générateur aie une plus grande sensibilité à la graine; en gros que le delta entre deux graines successives provoquent des écarts plus importants dans les valeur générées.
Si tu veux vraiment quelque chose d'aléatoire, alors tournes-toi vers de bibliothèques spécialisées. Et, comme le dit justement Goten, Boost.Random en est une : un tutoriel est d'ailleurs disponible sur le site.

[EDIT] : comme mentionné plus haut, je te conseille aussi de faire un petit tour sur la FAQ C dans la partie consacrée à rand/srand.

Citation:

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Envoyé par Dreambeliever

Bah alors il y a un gros problème: avec deux graines légèrement différentes, on obtient deux nombres aléatoires légèrement différents?

voilà un test:

Code:

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

#include <iostream> #include "windows.h"   using namespace std;   int main() { for (int i = 0; i < 5; i++) {   srand(time(NULL)); cout << rand() << endl; Sleep(1000); }   return 0; }

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Si le chiffre ne correspond pas à la graine modulo quelque chose (modulo RAND_MAX?), je ne vois pas comment expliquer des valeurs si rapprochées?

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Ce que j'infirmais c'est que tu disais que c'est la valeur de la graine qu'on sortait dans le premier rand. Et non c'est la valeur ayant subit plusieurs opérations. (ça dépend de l'implémentation dans ton compilo).
Si oui c'est normal comme expliqué plus haut, relancé plusieurs fois le programme avec des intervalles très court donnera des nombres très proche. Mais je répéte qui a besoin d'un programme qui se relance toute les x secondes?

Ca me choque quand même...

En tout cas j'aurais appris qu'il vaut mieux commencer par écarter la première valeur de rand() générée, ce que je ne savais pas :ccool:

Citation:

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Envoyé par Goten

Ce que j'infirmais c'est que tu disais que c'est la valeur de la graine qu'on sortait dans le premier rand.

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D'où l'importance d'initialiser la génération avec une valeur elle-même quasi-aléatoire, via l'utilisation de timers à haute résolution... Et non pas l'exemple classique avec "time" qui devrait valoir le bûcher à tous ceux qui l'utilisent !!

Pour ma part, sur Windows, j'utilise systématiquement QueryPerformanceCounter (résolution de l'ordre de la nanoseconde en général) pour initialiser mes séquences aléatoires... Voire carrément en guise de générateur aléatoire, après application d'un modulo ! :mrgreen:

Mac LAK : Si tu veux du gros aléatoire, utilise carrément CryptGenRandom()...

Ou bien rand_s() sous Visual 2005, qui wrappe tout ça.

Citation:

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Envoyé par Médinoc

Mac LAK : Si tu veux du gros aléatoire, utilise carrément CryptGenRandom()...

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C'est plutôt du "petit aléatoire" que je veux en général, d'où l'utilisation du QueryPerformanceCounter modulo N : je veux surtout avoir des valeurs "aléatoires", mais rapidement avec le moins d'overhead possible (génération de valeurs de test habituellement). Je fais donc en général mon modulo sur une puissance de deux via un masque binaire... :mouarf:

Citation:

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Envoyé par Médinoc

Ou bien rand_s() sous Visual 2005, qui wrappe tout ça.

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Plutôt fan de Delphi, à titre perso... :mrgreen:

Citation:

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Envoyé par 3DArchi

Effectivement, on aurait pu espérer que le générateur aie une plus grande sensibilité à la graine; en gros que le delta entre deux graines successives provoquent des écarts plus importants dans les valeur générées.

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En fait, c'est le cas... à partir du troisième ou du quatrième appel à rand() (et même dans des librairies compliquées d'ailleurs). En général, il est toujours bon, (surtout si on utilise rand() sur plusieurs seed différentes), de l'initialiser avec faire plusieurs appels avant d'en utiliser les résultats, certaines implémentations de la librairie C le font.

Maintenant, ce n'est pas la bonne façon de faire. Les générateurs de nombres au hasard garantissent un certain niveau de "hasard" entre leurs appels successifs, mais rien du tout sur les corrélations entre deux séries distinctes. En fait deux séries distinctes issues d'un même générateur produiront les mêmes séries, mais avec un point de départ différent...

Dans le cas précis, le problème a deux origines:

1-l'implémentation de rand() selon gcc renvoie apparemment la racine passée à srand() lors du premier appel. C'est pas malin, mais il suffit de le savoir...

2- les racines passées n'étaient pas aléatoires du tout. Si je passe ma date de naissance, ca ne va pas marcher non plus, mais ce ne sera pas la faute de rand()

Francois

Citation:

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Envoyé par fcharton

En fait, c'est le cas... à partir du troisième ou du quatrième appel à rand() (et même dans des librairies compliquées d'ailleurs).

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On aurait pu espérer avoir une dispersion plus forte dès le premier tirage?

Citation:

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Envoyé par fcharton

En général, il est toujours bon, si on utilise rand() dans un même programme, et, sur plusieurs seed différentes, de faire plusieurs appels à rand() avant d'en utiliser les résultats.

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Intéressant. En fait, dans les projets où j'ai eu besoin d'aléatoire, celui-ci était toujours généré par du hardware avec tout un tas de traitement pour vérifier les propriétés du nombre tiré. En fait, je n'ai jamais vu rand utilisé dans un projet pro.

Mais dans un projet où l'aléatoire doit être reproductible, il faut un algorithme pseudo-aléatoire...

Typiquement, dans ces cas là, j'utilise time() (ou plus précis) pour obtenir la graine si elle n'est pas passée en paramètre, j'affiche ou loggue la graine, puis j'utilise rand().
Peut s'avérer très utile.

Citation:

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Envoyé par 3DArchi

En fait, je n'ai jamais vu rand utilisé dans un projet pro.

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Je l'ai souvent vu utiliser dans ma branche (traitement de données), quand on doit "mélanger" des enregistrements. Par exemple, des données d'enquête sont souvent présentées selon un ordre pas aléatoire (en fonction des enquêteurs qui les ont effectués, ou des sous échantillons qui constituent l'étude, ou de leur date de collecte). Pour éviter de "perpetuer" ces biais éventuels on peut vouloir mélanger les données, et rand(), rapide et toujours disponible, est un bon candidat.

Autre cas, des applis où l'on a besoin de vitesse plus que d'alea "pur". Des algorithmes de recherche, comme les algos génétiques, sont souvent de gros consommateurs de tirages au sort, mais où la parfaite uniformité du générateur n'a aucune importance. Les générateurs congruentiels (en fait, des formes plus simples que rand() même sont souvent des choix raisonnables, en raison de leur vitesse d'exécution.

En traitement de données, le pseudo aléatoire présente un autre avantage : à seed égale, le programme est parfaitement déterministe. C'est très important pour débuguer, ou pour n'avoir pas à expliquer au client pourquoi le même programme rend des résultats lègèrements différents d'une fois sur l'autre (c'est généralement assez cocasse...).

Ca dépend carrément du sujet, quoi...

Francois