<random>ライブラリには、数多くの分布法に関するクラスが用意されています。その分布を可視化するために、それらのクラス概要ページには図を入れています。
ここでは、その図を作る方法を紹介します。
一様整数分布を行うstd::uniform_int_distributionクラスを例にします。
分布クラスのサンプルコード
分布クラスのサンプルコードは、生成された乱数の値を、TSV(タブ区切り)テキストとして出力する形にします。std::uniform_int_distributionのサンプルコードは、例として以下のようになっています。
#include <random>
#include <fstream>
int main()
{
std::random_device seed_gen;
std::default_random_engine engine(seed_gen());
// 0以上9以下の値を等確率で発生させる
std::uniform_int_distribution<> dist(0, 9);
std::ofstream result_file("uniform_int_distribution.tsv");
for (size_t n = 0; n < 1000; ++n) {
// 一様整数分布で乱数を生成する
int result = dist(engine);
result_file << result << "\t\n";
}
}
#include <random>#include <fstream>int main() { std::random_device seed_gen; std::default_random_engine engine(seed_gen()); // 0以上9以下の値を等確率で発生させる std::uniform_int_distribution<> dist(0, 9); std::ofstream result_file("uniform_int_distribution.tsv"); for (size_t n = 0; n < 1000; ++n) { // 一様整数分布で乱数を生成する int result = dist(engine); result_file << result << "\t\n"; }これを出力すると、以下のようなファイル(uniform_int_distribution.tsv)が生成されます。
7
5
1
6
6
6
2
0
8
8
9
1
1
9
…
作成されたファイルは、どこかにとっておきます(後ほど、cpprefjp/imageリポジトリに登録してください)。
ツールのインストール
図の作成には、R(またはR言語と呼ばれる)というツールを使用します。
公式サイト： https://www.r-project.org/
各種環境向けにインストーラが提供されているので、公式サイトからダウンロードして、ご自分の環境にインストールしてください。
図の作成
Rは、GUIツールを使用しての図の作成はもちろん、Rスクリプトを使用してコマンドラインでも図を作成できます。
今回は、自動化のためにRスクリプトの方法を主に紹介します。
以下のRスクリプトを、「random_stats.R」という名前でファイルに保存してください。
# 乱数の分布クラスを使用した結果の出力を、図に変換するRスクリプト
# png形式で出力する
png("uniform_int_distribution.png")
# TSV形式になっている乱数の出力データを読み込む
x <- read.table("uniform_int_distribution.tsv")
# 1列目だけを抜き出す
value = x$V1
# 以下、データの特性に合わせて、ヒストグラムかプロットかを選択してください。
# ヒストグラムとして出力
# hist(value)
# プロットとして出力
plot(value)
出力する画像ファイル名と、入力のtsvファイル名を、分布クラスの名前に合わせて修正してください。
そして、コマンドラインで以下のコマンドを実行してください。
rscript random_stats.R
これで、png()関数で指定された画像ファイル名で、図が出力されます。
std::uniform_int_distributionクラスのサンプルコードでは、以下のような図が得られました。
この図は「プロット」と呼ばれる種類の図ですが、そのほか「ヒストグラム」等、いろいろな種類の図を出力できます。先ほどのrandom_stats.Rスクリプトに、ヒストグラムの図出力をコメントアウトしてあるので、分布クラスの特性に合わせて、図の種類を使い分けてください。