Exponentielle Verteilung in einer Liste

[Cole]

Hallo zusammen,

ich habe hier eine kleine Frage:

Ich habe eine Arraylist mit einer beliebigen Anzahl von POJOs. Die POJOs haben ein Attribute "prio".
Für einen Testcase möchte ich jetzt die POJOs mit einem Wert für die Prio befüllen und zwar sollen die werte exponentiell verteilt sein.
Beispiel:

Prio | Anzahl | %
0 | 80 | 0.5
1 | 5000 | 5
2 | 60000 | 20

und so weiter.

Hat da jemand ne gute Idee wie ich das möglichst elegant umsetzen kann?

Danke und Gruss

 

[HoaX]

Brauchst doch nur eine Funktion f(prio) die mittels einer exponentiellen Funktion, welche du dir ausdenkst, die Anzahl zurückgibt. Dann musst du nurnoch soviele Objekte einfügen.

 

[freez]

Ist die prozentuale Angabe fix, oder muss sie nur annähernd erreicht werden?

wenn zweites: Du könntest dir eine Zufallszahl zwischen 0-40 generieren. Ist sie < 1 dann Prio 0, ist sie zwischen 1 und 10, dann Prio 1 und alles drüber ist Prio 2.

 

[HoaX]

wenn zweites: Du könntest dir eine Zufallszahl zwischen 0-40 generieren. Ist sie < 1 dann Prio 0, ist sie zwischen 1 und 10, dann Prio 1 und alles drüber ist Prio 2.

Auf die Zufallszahl kannste getrost verzichten, denn Anhand der Prozente kann man sich ja die Anzahl der einzelnen Abschnitte ausrechnen.

 

[freez]

Auf die Zufallszahl kannste getrost verzichten, denn Anhand der Prozente kann man sich ja die Anzahl der einzelnen Abschnitte ausrechnen.

Ich hatte einfach mal unterstellt, dass dieselben Prios nicht alle nebeneinander stehen sollen, da dies ja nicht gerade eine schwierige Aufgabe sein sollte x mal prio 0, y mal prio1 und z mal prio 2 in ein Array zu schieben.

Die zufällige Verteilung dieser vordefinierten Objekte in ein Array dürfte wohl etwas schwieriger sein, als die Prio zufällig zu generieren.

 

[0x7F800000]

hingerotzt & lahm:

	/** generates a sample of Exp_lambda - distributed values, where lambda is the rate */
	public double[] rexp(double lambda, int size){
		double[] res = new double[size];
		for (int i = 0; i < size; i++) res[i] = -Math.log(Math.random())/lambda;
		return res;
	}

 

[Cole]

@0x7F800000:
Verständnisfrage:
Was ist lamda? Bezogen auf mein Beispiel vom Startthread?

Vielleicht muss ich meine Ursprungsfrage auch nochmal präzisieren:

Ich habe zB 100 Pojos in einer Liste, davon sollen 5 die Prio 0 bekommen, 10 die Prio 1, 25 die Prio 2 und der Rest (60) die Prio 3 (Prio ist ein Feld im Pojo).
(die Zahlen 5, 10, 25, 60 sind nur Beispiele, ich will damit sagen, dass es nicht mit simplem Verdoppeln o.ä. getan ist)

 

[0x7F800000]

Was ist lamda?

Lambda ist die Rate. Da sind alle werte zwischen 0 und unendlich zugelassen. Rate ist anschaulich der Kehrwert der Zeit, die zwischen den Klicks des Geigerzählers vergeht. Wenn du hier spazieren gehst, klickt es vielleicht einmal in 5 sekunden, rate ist niedrig. Wenn du in Fukushima spazieren gehst, klickt es vielleicht tausend mal pro sekunde, die rate wäre dann 5000 mal höher.

Bezogen auf mein Beispiel vom Startthread?

Weiß ich nicht so recht, das was du in der anfänglichen Frage skizziert hast, sieht überhaupt nicht wie die Exponentielle Verteilung aus. Ich schätze mal, du hast einfach einen reservierten Begriff an der falschen Stelle verwendet (muss man als nicht-Naturwissenschaftler bzw nicht-Mathematiker auch nicht unbedingt kennen, obwohl die Exponentialverteilung so einer Art fundamentaler Bestandteil alles Zufälligen im Universum ist).

Vielleicht muss ich meine Ursprungsfrage auch nochmal präzisieren:

Ich habe zB 100 Pojos in einer Liste, davon sollen 5 die Prio 0 bekommen, 10 die Prio 1, 25 die Prio 2 und der Rest (60) die Prio 3 (Prio ist ein Feld im Pojo).
(die Zahlen 5, 10, 25, 60 sind nur Beispiele, ich will damit sagen, dass es nicht mit simplem Verdoppeln o.ä. getan ist)

Ja, gut, ich sehe da eine Aufgabe, aber ich sehe nicht wo dein Problem ist: pack doch einfach die richtige Anzahl der POJO's rein, und shuffle das ganze zusätzlich, wo soll man denn da hängen bleiben?

import java.util.*;

public class RandomPOJOs {
	
	static class MyPojo{
		int priority;
		public MyPojo(int p){ priority = p; }
		@Override
		public String toString(){ return "MP[" + priority + "]"; }
	}
	
	// exact numbers of pojos, random shuffling
	static List<MyPojo> createPojosExact(int total, double... probabilities){
		
		List<MyPojo> res = new ArrayList<MyPojo>(total);
		
		int[] exactNumbers = new int[probabilities.length];
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i < probabilities.length - 1; i++){
			exactNumbers[i] = (int)(total * probabilities[i]);
			sum += exactNumbers[i];
		}
		exactNumbers[exactNumbers.length - 1] = total - sum;
		
		for (int prio = 0; prio < exactNumbers.length; prio ++)
			for (int i = 0; i < exactNumbers[prio]; i++) 
				res.add(new MyPojo(prio));
		
		
		java.util.Collections.shuffle(res);
		return res;
	}
	
	// random number of pojos, random shuffling
    static List<MyPojo> createPojosRandom(int total, double... probabilities){
		
		List<MyPojo> res = new ArrayList<MyPojo>(total);
		
		// ecdf = "empirical cumulated distribution function"
		double[] ecdf = new double[probabilities.length];
		for (int i = 0; i < probabilities.length; i++)
			ecdf[i] = (i == 0 ? 0d : ecdf[i - 1]) + probabilities[i];
		
		// sampling from ecdf with binary search
		for (int i = 0; i < total; i++){
			int binSearchRes = Arrays.binarySearch(ecdf, Math.random());
			int prio = (binSearchRes >= 0) ? binSearchRes : (-binSearchRes - 1);
			res.add(new MyPojo(prio));
		}
		
		return res;
	}
	
	public static void main(String... _){
		System.out.println("exakt");
		
		// exakte anzahlen von pojos mit verteilung: 0.1 mit prio 0, 0.2 mit 1, 0.4 mit 2, 0.3 mit 3
		for (MyPojo pojo : createPojosExact(10, 0.1, 0.2, 0.4, 0.3)) System.out.println(pojo);
		
		System.out.println("\nzufällig");
		
		// zufällige anzahlen von pojos mit verteilung: 0.1 mit prio 0, 0.2 mit 1, 0.4 mit 2, 0.3 mit 3
		for (MyPojo pojo : createPojosRandom(10, 0.1, 0.2, 0.4, 0.3)) System.out.println(pojo);
		
		System.out.println("\nhistogramm: ");
		// nachzählen was die random variante eigentlich ausgibt
		int[] hist = new int[4];
		for (MyPojo pojo : createPojosRandom(1000000, 0.1, 0.2, 0.4, 0.3)) hist[pojo.priority]++;
		for (int h: hist) System.out.println(h/1000000d);
	}
}

so, bisschen code... hoffentlich halbwegs selbsterklärend...