int randbit( void )
{
    while( 1 )
    {
        int r = rand5();
        if( r <= 4 ) return(r & 1);
    }
}

int randint( int nbits )
{
    int result = 0;
    while( nbits-- )
    {
        result = (result<<1) | randbit();
    }
    return( result );
}

int rand7( void )
{
    while( 1 )
    {
        int r = randint( 3 ) + 1;
        if( r <= 7 ) return( r );
    }
}

对于0-7的值，你有以下内容:

0 000
1 001
2 010
3 011
4 100
5 101
6 110
7 111

从左到右，Rand5()有p(1) ={2/ 5,2 / 5,3 /5}。因此，如果我们补这些概率分布(~Rand5())，我们应该能够使用它来生成我们的数字。我稍后会给出解决方案。有人有什么想法吗?

R

这个表达式足以得到1 - 7之间的随机整数

int j = ( rand5()*2 + 4 ) % 7 + 1;

Python:有一个简单的两行答案，它使用空间代数和模量的组合。这不是直观的。我对它的解释令人困惑，但却是正确的。

知道5*7=35 7/5 = 1余数为2。如何保证余数之和始终为0?5*[7/5 = 1余数2]——> 35/5 = 7余数0

想象一下，我们有一条丝带，缠在一根周长为7的杆子上。丝带需要35个单位才能均匀地缠绕。随机选择7个色带片段len=[1…5]。忽略换行的有效长度与将rand5()转换为rand7()的方法相同。

import numpy as np
import pandas as pd
# display is a notebook function FYI
def rand5(): ## random uniform int [1...5]
    return np.random.randint(1,6)

n_trials = 1000
samples = [rand5() for _ in range(n_trials)]

display(pd.Series(samples).value_counts(normalize=True))
# 4    0.2042
# 5    0.2041
# 2    0.2010
# 1    0.1981
# 3    0.1926
# dtype: float64
    
def rand7(): # magic algebra
    x = sum(rand5() for _ in range(7))
    return x%7 + 1

samples = [rand7() for _ in range(n_trials)]

display(pd.Series(samples).value_counts(normalize=False))
# 6    1475
# 2    1475
# 3    1456
# 1    1423
# 7    1419
# 4    1393
# 5    1359
# dtype: int64
    
df = pd.DataFrame([
    pd.Series([rand7() for _ in range(n_trials)]).value_counts(normalize=True)
    for _ in range(1000)
])
df.describe()
#      1    2   3   4   5   6   7
# count 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000
# mean  0.142885    0.142928    0.142523    0.142266    0.142704    0.143048    0.143646
# std   0.010807    0.011526    0.010966    0.011223    0.011052    0.010983    0.011153
# min   0.112000    0.108000    0.101000    0.110000    0.100000    0.109000    0.110000
# 25%   0.135000    0.135000    0.135000    0.135000    0.135000    0.135000    0.136000
# 50%   0.143000    0.142000    0.143000    0.142000    0.143000    0.142000    0.143000
# 75%   0.151000    0.151000    0.150000    0.150000    0.150000    0.150000    0.151000
# max   0.174000    0.181000    0.175000    0.178000    0.189000    0.176000    0.179000

以下是我的发现:

Random5产生1~5的范围，随机分布 如果我们运行3次并将它们加在一起，我们将得到3~15个随机分布的范围 在3~15范围内执行算术 (3~15) - 1 = (2~14) (2~14)/2 = (1~7)

然后我们得到1~7的范围，这是我们正在寻找的Random7。

这是我的，它试图从多个rand5()函数调用中重新创建Math.random()，通过使用“加权分数”(?)重新构造一个单位间隔(Math.random()的输出范围)。然后使用这个随机单位间隔产生一个1到7之间的随机整数:

function rand5(){
  return Math.floor(Math.random()*5)+1;
}
function rand7(){
  var uiRandom=0;
  var div=1;
  for(var i=0; i<7; i++){
    div*=5;
    var term=(rand5()-1)/div;
    uiRandom+=term;
  }
  //return uiRandom;
  return Math.floor(uiRandom*7)+1; 
}

解释一下:我们取一个0-4之间的随机整数(只是rand5()-1)，然后将每个结果乘以1/ 5,1 / 25,1 /125，…然后把它们加起来。这类似于二元加权分数的工作原理;相反，我认为我们将其称为五(以5为底)加权分数:产生一个从0 - 0.999999作为一系列(1/5)^n项的数字。

修改函数以获取任何输入/输出随机整数范围应该是简单的。上面的代码可以在重写为闭包时进行优化。

或者，我们也可以这样做:

function rand5(){
  return Math.floor(Math.random()*5)+1;
}
function rand7(){
  var buffer=[];
  var div=1;
  for (var i=0; i<7; i++){
    buffer.push((rand5()-1).toString(5));
    div*=5;
  }
  var n=parseInt(buffer.join(""),5);
  var uiRandom=n/div;
  //return uiRandom;
  return Math.floor(uiRandom*7)+1; 
}

我们不需要费力地构造一个五进制(以5为基数)加权分数，而是实际地构造一个五进制数，并将其转化为一个分数(0—0.9999…和前面一样)，然后从那里计算随机的1- 7位数字。

上面的结果(代码片段#2:运行3次，每次100,000次调用):

1: 14263; 2: 14414; 3: 14249; 4: 14109; 5: 14217; 6: 14361; 7: 14387 1: 14205; 2: 14394; 3: 14238; 4: 14187; 5: 14384; 6: 14224; 7: 14368 1: 14425; 2: 14236; 3: 14334; 4: 14232; 5: 14160; 6: 14320; 7: 14293