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Objective-C实现线性同余发生器(LCG)

线性同余发生器（Linear Congruential Generator, LCG）是一种常见的伪随机数生成算法。通过线性同余关系生成伪随机数序列，其核心公式为：

X_{n+1} = (a * X_n + c) mod m

其中：

• X 是随机数序列
• a 是乘数
• c 是增量
• m 是模数
• X_0 是种子（初始值）

LCG参数说明

• a（乘数）：决定了随机数序列的扩展速度。通常选择合适的值使得序列具有良好的混乱性。
• c（增量）：决定了随机数序列的平移量。
• m（模数）：决定了数值的范围，确保结果在合理范围内。
• X_0（种子）：初始值，通常由用户自定义。

Objective-C实现示例

以下是一个完整的Objective-C实现代码示例：

#import 
   
    @interface LinearCongruentialGenerator : NSObject@end@implementation LinearCongruentialGenerator- (instancetype)initWithParameters:(NSDictionary *)parameters {    self;    [self initializeWithParameters:parameters];    return self;}- (void)initializeWithParameters:(NSDictionary *)parameters {    NSParameterAssert([parameters objectForKey:@"multiplier"] !== nil);    NSParameterAssert([parameters objectForKey:@"increment"] !== nil);    NSParameterAssert([parameters objectForKey:@"modulus"] !== nil);    NSParameterAssert([parameters objectForKey:@"seed"] !== nil);        self.multiplier = [parameters objectForKey:@"multiplier"];    self.increment = [parameters objectForKey:@"increment"];    self.modulus = [parameters objectForKey:@"modulus"];    self.seed = [parameters objectForKey:@"seed"];}- (NSInteger)next {    self.seed = (self.multiplier * self.seed + self.increment) % self.modulus;    return self.seed;}- (NSInteger)generateSequenceUpToCount:(NSInteger)count {    NSInteger sequence[100];    for (NSInteger i = 0; i < count; i++) {        sequence[i] = [self next];    }    return sequence;}- (void)generateRandomNumber {    self.seed = (self.multiplier * self.seed + self.increment) % self.modulus;    return self.seed;}@end
   

代码解释

• 类定义：LinearCongruentialGenerator类继承自NSObject，用于管理LCG的配置和生成随机数。
• 初始化方法：initWithParameters根据提供的参数初始化LCG实例。
• 生成下一个随机数：next方法根据公式生成下一个随机数。
• 生成随机数序列：generateSequenceUpToCount根据指定的数量生成随机数序列。
• 生成单个随机数：generateRandomNumber单独生成一个随机数。

使用示例

// 创建一个新的线性同余发生器实例LinearCongruentialGenerator *lcg = [[LinearCongruentialGenerator alloc] initWithParameters:@{ @"multiplier": @123, @"increment": @456, @"modulus": @100000, @"seed": @123456 }]; // 生成随机数序列NSInteger *sequence = (NSInteger *)[lcg generateSequenceUpToCount:100]; // 生成单个随机数NSInteger randomNumber = [lcg generateRandomNumber];

通过以上代码，你可以轻松实现一个功能强大的线性同余发生器，用于生成高质量的伪随机数序列。

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