Postgresql中的高斯随机分布

时间:2012-02-24 13:55:58

标签: postgresql random statistics gaussian

我有一张表格,比方说250个网址:

create table url (
  id serial,
  url varchar(64)
)

这些网址分别对应网站。每个网站都有不同的受欢迎程度。假设id=125(以高斯为中心的那个)最受欢迎,id=1id=250最不受欢迎。

我想在“url”表中提供的“log”表中填充类似url的“log”表,但考虑到不同的URL可能更频繁地出现(例如,其id为125将是最受欢迎的。)

create table log (
  id serial,
  url_id integer
)

我想避免使用random(),因为它是统一的而不是非常“真实”。

如何使用Postgresql实现这一目标?

5 个答案:

答案 0 :(得分:9)

我正在寻找一种根据高斯分布生成数字的方法,并且首先发现了这篇文章。这就是为什么我分享我刚才发现的东西:

至少从PostGreSQL 8.4开始,还有一个名为tablefunc(http://www.postgresql.org/docs/9.2/static/tablefunc.html)的附加模块。

它提出了一个函数normal_rand(n,mean,stddev),使用高斯分布生成n个伪随机数(因此该函数返回一组值,通常在FROM子句中使用)。但是,如果将n设置为1,则可以将其用作返回值而不是一组值的函数。

考虑到包含10条记录的表nb10,以下两个查询返回一组10个伪随机数,遵循标准高斯分布(均值= 0,stddev = 1)

SELECT normal_rand(1, 0, 1) FROM nb10;

SELECT * from normal_rand(10, 0, 1);

我希望这可以帮助将来的任何人......: - )

要具体回答您的问题,您可以使用以下内容:

SELECT floor(random_rand(1, 0, 1) * 250 + 125);

不幸的是,使用此查询可以获得不在[0,249]范围内的答案。你可以举例如:

  • 使用递归查询,我觉得有点矫枉过正,用于丢弃不在[0,249]或
  • 范围内的值
  • 选择一个循环到您的宿主语言中,只有当它在[0,249]或
  • 范围内时才接受该值
  • 使用模运算符保留在[0,250 [范围内,我认为这是最佳解决方案,尽管它略微改变了高斯曲线。这是我建议你使用的最终查询(modulo / + / modulo技巧是因为-x modulo y和x正数在PostGreSQL中给出一个负数,这不是坏事:p):

    SELECT ((floor(normal_rand(1,0,1)*250 + 125)::int % 250) + 250) % 250 as v;
    

答案 1 :(得分:7)

范围[0,1]上的12个均匀分布的总和是对在[0,12]范围内界定的高斯分布的良好近似。然后可以通过乘以常数然后加/减常数来轻松地重新缩放。

select
    random() + 
    random() + 
    random() +
    random() + 
    random() + 
    random() +
    random() + 
    random() + 
    random() +
    random() + 
    random() + 
    random();

http://books.google.com/books?id=EKA-yeX2GVgC&pg=PA185&lpg=PA185&dq=%22sum+of+12+uniform+random+variables%22&source=bl&ots=YfwwE0fBB3&sig=HX9J9Oe6x316kVL8uamDU_GOsn4&hl=en&sa=X&ei=bJLZUur1GozaqwGHm4DQDQ&ved=0CEUQ6AEwAw#v=onepage&q=%22sum%20of%2012%20uniform%20random%20variables%22&f=false

答案 2 :(得分:1)

一个简单的事实是你想创建自己的函数,它将rand()包含在一个隐式或显式提供高斯分布的东西中。

我没有统计背景来告诉您如何将均匀分布转换为高斯分布,但您必须编写转换器。像http://www.perlmonks.org/?node_id=26889那样提供的东西(如果你不喜欢Perl,你可以在pl / pgsql甚至普通的SQL中重写它)。

CREATE OR REPLACE FUNCTION gaussian_rand() RETURNS numeric LANGUAGE PLPERL VOLATILE AS
$$
    my ($u1, $u2);  # uniformly distributed random numbers
    my $w;          # variance, then a weight
    my ($g1, $g2);  # gaussian-distributed numbers

    do {
        $u1 = 2 * rand() - 1;
        $u2 = 2 * rand() - 1;
        $w = $u1*$u1 + $u2*$u2;
    } while ( $w >= 1 );

    $w = sqrt( (-2 * log($w))  / $w );
    $g2 = $u1 * $w;
    $g1 = $u2 * $w;
    # return both if wanted, else just one
    return $g1;

$$;

答案 3 :(得分:1)

tablefunc模块提供具有正态分布的随机函数。您可以使用以下方法测试它是否已安装:

SELECT normal_rand(1, 0, 1); -- generates 1 single value with mean 0 and a standard deviation of 1

上面的查询应该在正态分布中生成单个值

如果您没有安装它,请尝试以下操作:

CREATE EXTENSION "tablefunc";

否则您需要以a super user and install the module身份登录。

答案 4 :(得分:0)

您也可以直接使用内置语言PL / PgSQL来实现此功能

create or replace
function random_gauss( avg real = 0, stddev real = 1 )
returns real language plpgsql as $$
declare x1 real; x2 real; w real;
begin
  loop
    x1 = 2.0 * random() - 1.0;
    x2 = 2.0 * random() - 1.0;
    w = x1*x1 + x2*x2;
    exit when w < 1.0;
  end loop;
  return avg + x1 * sqrt(-2.0*ln(w)/w) * stddev;
end; $$;

with data as (
  select t, random_gauss(100,15)::integer score from generate_series(1,1000000) t
)
select
  score,
  sum(1),
  repeat('=',sum(1)::integer/500) bar
from data
where score between 60 and 140
group by score
order by 1;

rollback;

从100万个数字的样本中得到的平均值为100,标准差为15。

 score |  sum  |                          bar
-------+-------+--------------------------------------------------------
    60 |   764 | =
    61 |   893 | =
    62 |  1059 | ==
    63 |  1269 | ==
    64 |  1524 | ===
    65 |  1740 | ===
    66 |  1990 | ===
    67 |  2346 | ====
    68 |  2741 | =====
    69 |  3160 | ======
    70 |  3546 | =======
    71 |  4109 | ========
    72 |  4633 | =========
    73 |  5252 | ==========
    74 |  5952 | ===========
    75 |  6536 | =============
    76 |  7429 | ==============
    77 |  8140 | ================
    78 |  9061 | ==================
    79 | 10063 | ====================
    80 | 10844 | =====================
    81 | 11911 | =======================
    82 | 13180 | ==========================
    83 | 13880 | ===========================
    84 | 15111 | ==============================
    85 | 16016 | ================================
    86 | 17310 | ==================================
    87 | 18262 | ====================================
    88 | 19615 | =======================================
    89 | 20400 | ========================================
    90 | 21186 | ==========================================
    91 | 22190 | ============================================
    92 | 23103 | ==============================================
    93 | 24150 | ================================================
    94 | 24327 | ================================================
    95 | 24992 | =================================================
    96 | 25505 | ===================================================
    97 | 25868 | ===================================================
    98 | 26146 | ====================================================
    99 | 26574 | =====================================================
   100 | 27104 | ======================================================
   101 | 26599 | =====================================================
   102 | 26345 | ====================================================
   103 | 25940 | ===================================================
   104 | 25485 | ==================================================
   105 | 25157 | ==================================================
   106 | 24827 | =================================================
   107 | 23844 | ===============================================
   108 | 23262 | ==============================================
   109 | 22211 | ============================================
   110 | 21326 | ==========================================
   111 | 20315 | ========================================
   112 | 19496 | ======================================
   113 | 18026 | ====================================
   114 | 17182 | ==================================
   115 | 16026 | ================================
   116 | 14979 | =============================
   117 | 13959 | ===========================
   118 | 12840 | =========================
   119 | 11718 | =======================
   120 | 11169 | ======================
   121 | 10037 | ====================
   122 |  9273 | ==================
   123 |  8041 | ================
   124 |  7402 | ==============
   125 |  6761 | =============
   126 |  5827 | ===========
   127 |  5257 | ==========
   128 |  4736 | =========
   129 |  4153 | ========
   130 |  3494 | ======
   131 |  3103 | ======
   132 |  2731 | =====
   133 |  2379 | ====
   134 |  2064 | ====
   135 |  1696 | ===
   136 |  1481 | ==
   137 |  1246 | ==
   138 |  1024 | ==
   139 |   910 | =
   140 |   788 | =
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