Apache独立Gamma分布

Question

您好，我注意到Apache Maths库(版本2.2)中有一些奇怪的行为，特别是在org.apache.commons.math.distribution.GammaDistributionImpl类中，尽管我认为这可能也适用于其他发行版。

我想从不同的伽马分布中获取样本，如下所示：

public static final double[] gammaSamples(final double[] shapeParameters)
{
    double[] samples = new double[shapeParameters.length];
    for (int i = 0; i < shapeParameters.length; i++)
    {
        GammaDistributionImpl gd = new GammaDistributionImpl(shapeParameters[i], 1.0d);
        try
        {
            samples[i] = gd.sample();
        }
        catch (MathException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return samples;
}

然而，在运行代码时，我发现所有示例都可疑地相似，即给定

public static void main(String[] args)
{
    System.out.println(Arrays.toString(gammaSamples(new double[] { 2.0d, 2.0d, 2.0d})));
}

以下是一些示例输出：

[0.8732612631078758, 0.860967116242789, 0.8676088095186796]
[0.6099133517568643, 0.5960661621756747, 0.5960661621756747]
[2.1266766239021364, 2.209383544840242, 2.209383544840242]
[0.4292184700011395, 0.42083613304362544, 0.42083613304362544]

我认为问题是由于默认的随机数生成器对每个分布使用相同/相似的种子，我测试如下：

public static final double[] gammaSamples(final double[] shapeParameters, final Random random)
{
    double[] samples = new double[shapeParameters.length];
    for (int i = 0; i < shapeParameters.length; i++)
    {
        GammaDistributionImpl gd = new GammaDistributionImpl(shapeParameters[i], 1.0d);
        gd.reseedRandomGenerator(random.nextLong());
        try
        {
            samples[i] = gd.sample();
        }
        catch (MathException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return samples;
}

这似乎解决了问题，即给定

public static void main(String[] args)
{
    System.out.println(Arrays.toString(gammaSamples(new double[] { 2.0d, 2.0d, 2.0d }, new Random())));
}

以下是一些示例输出：

[2.7506981228470084, 0.49600951917542335, 6.841476090550152]
[1.7571444623500108, 1.941865982739116, 0.2611420777612158]
[6.043421570871683, 0.8852269293415297, 0.6921033738466775]
[1.3859078943455487, 0.8515111736461752, 3.690127105402944]

我的问题是：

到底怎么回事？这是一个bug，还是Apache Math发行版打算这样做？

这对我来说似乎很奇怪，如果我创建单独的分布对象，我必须担心它们被赋予了什么种子，并确保它们足够不同。

另一个小麻烦是，我似乎不能将这些分发传递给我自己的Random对象，而是它们只允许通过reseedRandomGenerator(long seed)方法更改种子。如果能够将我自己的Random对象传递给它们，在尝试重现结果时将非常有用。

谢谢你的帮助。

Answer 1

通过查看javadoc：

• Apache Commons Math GammaDistributionImpl
• Apache Commons Math AbstractContinuousDistribution

我看到了public double[] sample(int sampleSize) throws MathException方法

从分布中生成一个随机样本。默认实现通过在循环中调用sample()来生成示例。

你试过了吗？

double[] samples = sample(shapeParameters.length);

编辑：很抱歉，我看到你每次都用一个新的alpha参数计算一个新的GammaDistributionImpl。我猜这是因为种子值是从有限分辨率的系统时钟中派生出来的，对构造函数的关闭调用将产生相同的结果。看看这个SO question。

以下是一些输入，可以让您进行更深入的调查：

• 你可以浏览JIRA of Apache Commons Math。

如果可能，您应该更新到lib的v3.1。根据JIRA的规定，some issues have been corrected.

• You可以在mailing list

中浏览/订阅/发布