rand函数深度解析

作用:

matlab中通过rand函数产生的是介于0到1(不包括1)之间的伪随机数。

用法举例:

（1）rand（n）创建一个n×n的随机矩阵，n必须是整数。

比如在command window中输入rand(3),将创建一个3*3的随机矩阵，例如：

（2）rand(m,n)创建m×n均匀分布的随机矩阵，元素取值在0.0~1.0。

例如在command window中输入rand(3，4)，将随机产生一个3*4矩阵，例如：

（3）rand（m,n,p,…）产生m*n*p*……的随机矩阵。

例如在command window中输入rand(2，3，4)，则运行结果为：

（4）rand(size(a))：创建与矩阵a大小相同的随机矩阵

例如：a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9],a为3*3矩阵

在command window中输入rand（size（a）），将创建一个3*3随机矩阵。

(5)rand(‘state’,s):

s为一个数字,

(6) rand(‘state’,0):

要了解此项用法，需要先知道：

matlab的rand函数生的是伪随机数,即由种子递推出来的,相同的种子,生成相同的随机数.

matlab刚运行起来时,种子都为初始值,因此每次第一次执行rand得到的随机数都是相同的.

那么到底什么是种子呢？

大家做个实验：

1关掉matlab

2打开matlab，在command window 中随机输入一个rand函数语句，比如rand（3,3）

将会产生以下结果：

3再次关闭matlab，重新打开后仍然输入rand（3,3），运行结果同样为：

两次结果完全相同。为什么会出现这种情况。

我们把种子理解为rand(‘state’,s)中的s值，在没有进行设置的情况下，s的值默认为s=0

对于任意一个用rand 产生的随机矩阵，其初值都是确定的。比如上面的rand（3,3），默认为：

比如输入：rand（3,4）

则结果为：

这里说的是系统默认值，即rand(‘state’,0)对应的值。

再看下面的例子：

在command window中输入rand(‘state’,1)回车后，继续输入

rand(3,4)后回车，产生一个随机结果，这里用S1表示。

接着输入rand(‘state’,2)回车后，继续输入rand(3,4)后回车，产生一个随机结果，这里用S2表示。

接着输入rand(‘state’,3)回车后，继续输入rand(3,4)后回车，产生一个随机结果，这里用S3表示。

如果说我现在想要让随机产生的矩阵rand(3,4)为S1，只需要先输入rand(‘state’,1)后，再输入rand(3,4)后回车，即得到S1这个矩阵。同理可以得到S2,S3.

也就是说，我们可以通过rand(‘state’,s)中的s值记忆由rand函数随机产生的矩阵，其结果Ss是和s值一一对应的。

如果想要得到默认的初值，则只需在command window中键入rand(‘state’,0).

但是需要注意的是，这里所说的“值为确定的”，并不是指rand（3,4）值是一样的，只是说系统有一个默认的初值，这个值是确定的，然后用户可以通过结合rand(‘state’,s)和rand（m,n,p…）来定制随机矩阵的值，并在需要用到的时候调用出来。

下面将以一个例子来加深理解：

键入：回车，得到：

（S1）

键入：回车，得到：

(S2)

键入回车，得到：

(S3)

这就意味着把三个矩阵S1,S2,S3与rand('state',1)，rand('state',2)，rand('state',3)一一对应。如果用户想要调出矩阵S2，只需

，得到的就是矩阵S2.

笔者叙述不清之处，敬请谅解！