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[源码] 高斯分布随机数产生函数源代码(Fortran)

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发表于 2013-1-14 12:52:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 song.yz 于 2013-1-14 12:56 编辑

这里给出一个由Box-Muller提出的随机数产生方法。
可以满足一般的需求。
这里的种子已经选定,在调用时候可以自己选择种子,该参数已经放开。需要注意的是,并不是对所有的种子都会有效。但实际上,即便用这里的种子,一旦程序启动,该方法产生的随机数质量还是不错的。


在Fortran中,不允许长度为1的数组,既数组最低长度是2,所以这里产生随机数最低产生长度为2的向量。如果一次只想产生一个随机数,则需要COPY出函数里面的循环部分。放在主程序中单独使用。另外,任何一种编程语言允许计算机消耗的内存是有限的,所以不能在一次产生非常巨大的向量,这样会使计算机内存消耗殆尽。所以比较好的方法是反复调用,如这里的第二种测试方法。其数学本质上两者一样。按照第二种方法,产生10万个随机数,也是很容易的事。可以用软件测试,按照第二种方法,产生10万个随机数,依然保持很好的随机性,均值和标准差依然保持很好。
  1. subroutine random(dim,seed0,seed1,mean,std,gaussvec)
  2. !----------------------------------subroutine  comment
  3. ! * Version   :  V1.0   
  4. ! * Coded by  :  song.yz
  5. ! * Date      :  2012-12-15 23:25:28          *星期六*
  6. !-----------------------------------------------------
  7. ! * Description :
  8. !     一般高斯分布噪声 产生函数
  9. !              
  10. !-----------------------------------------------------
  11. ! * Input  parameters  :
  12. !       dim-----------要输出的向量维数
  13. !       seed0---------初始种子
  14. !       mean-----------高斯分布的均值
  15. !       std------------高斯分布标准差
  16. !        
  17. ! * Output parameters  :
  18. !        seed1---------输出种子,该种子作为下次调用该函数时的初始种子
  19. !        gaussvec-------输出的高斯噪声向量   
  20. ! * Data  files  :
  21. !     
  22. !-----------------------------------------------------
  23. implicit real*8(a-z)

  24. integer::dim
  25. integer*8::seed0,seed1
  26. real*8::mean,std
  27. real*8::gaussvec(dim)
  28. !----------------------------------subroutine variable
  29. real*8::vtmp(dim)

  30. integer::i

  31. call randn(dim,seed0,seed1,vtmp)
  32. !获得标准高斯噪声

  33. do i=1,dim

  34. gaussvec(i)=mean+vtmp(i)*std

  35. end do

  36. end subroutine random



  37. subroutine randn(dim,seed0,seed1,gauss)
  38. !----------------------------------subroutine  comment
  39. ! * Version   :  V1.0   
  40. ! * Coded by  :  song.yz
  41. ! * Date      :  2012-12-15 22:24:14          *星期六*
  42. !-----------------------------------------------------
  43. ! * Description :
  44. !      产生标准分布的高斯噪声
  45. !         
  46. !-----------------------------------------------------
  47. ! * Input  parameters  :
  48. !       dim------------输出向量的维数
  49. !       seed0-----------种子
  50. !            
  51. ! * Output parameters  :
  52. !      seed1----------输出种子
  53. !      randvec-------输出向量标准高斯分布的向量
  54. ! * Data  files  :
  55. !     
  56. !-----------------------------------------------------
  57. implicit real*8(a-z)

  58. integer::dim
  59. integer*8::seed0,seed1
  60. real*8::gauss(dim)
  61. !----------------------------------subroutine variable

  62. real*8::randvec(dim+1)
  63. !均匀分布的噪声

  64. real*8::pi = 3.1415926535898D0

  65. integer::k


  66. if (MOD(dim,2)==0) then

  67. !对于偶数的情况
  68.   call rand(dim,seed0,seed1,randvec)

  69.   do k=1,dim-1,2
  70.    
  71.     tmp1=dsqrt(-2d0*Dlog(1-randvec(k)))

  72.     gauss(k)=tmp1*dcos(2*pi*randvec(k+1))
  73.     gauss(k+1)=tmp1*dsin(2*pi*randvec(k+1))

  74.   end do

  75. else

  76.   !对于奇数的情况
  77.   call rand(dim+1,seed0,seed1,randvec)

  78.   do k=1,dim-2,2

  79.      tmp1=dsqrt(-2d0*Dlog(1-randvec(k)))

  80.      gauss(k)=tmp1*dcos(2*pi*randvec(k+1))
  81.      gauss(k+1)=tmp1*dsin(2*pi*randvec(k+1))
  82.   end do
  83.      
  84.      tmp1=dsqrt(-2d0*dlog(1d0-randvec(dim-1)))
  85.      gauss(dim)=tmp1*dcos(2*pi*randvec(dim))

  86. end if

  87. end subroutine randn


  88. subroutine rand(dim,seed0,seed1,randVec)
  89. !----------------------------------subroutine  comment
  90. ! * Version   :  V1.0   
  91. ! * Coded by  :  song.yz
  92. ! * Date      :  2012-12-15 20:46:36          *星期六*
  93. !-----------------------------------------------------
  94. ! * Description :
  95. !      产生[0,1]均匀分布随机噪声
  96. !              
  97. !-----------------------------------------------------
  98. ! * Input  parameters  :
  99. !              dim-----输出的向量维数
  100. !              seed----种子
  101. !              res------余数
  102. ! * Output parameters  :
  103. !      
  104. !      
  105. ! * Data  files  :
  106. !     
  107. !-----------------------------------------------------
  108. implicit real*8(a-z)

  109. integer::dim
  110. integer*8::seed0,seed1
  111. real*8::randVec(dim)   !输出向量

  112. !----------------------------------subroutine variable
  113. integer*8::M,namda,C

  114. integer*8::x0,x1

  115. integer::k

  116. integer::ih,imin,isec,ith

  117. M=2147483648
  118. namda=314159269
  119. c=453806245


  120. x0=seed0


  121. do k=1,dim
  122.    
  123.    x1=MOD((x0*namda+c),M)

  124.    randVec(k)=x1*1d0/M;

  125.    x0=x1
  126. end do

  127. seed1=x1

  128. end subroutine
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东方明月1 + 1 jinjidejuren.tv/meishidefulu/
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发表于 2014-3-21 10:01:42 | 显示全部楼层
才开始学习,运行程序时提示25行有错,不知什么问题。用的是2009a版本。
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 楼主| 发表于 2014-4-8 09:29:47 | 显示全部楼层
25行是 变量声明  怎么会错呢
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