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안녕하세요? 질문&답변 도우미 Soobak 입니다.

해당 함수의 return 문의 식을 포함하여 난수를 정규화시켜 생성하는 과정의 일부입니다.

rand() 함수는 0 에서 RAND_MAX 사이의 값을 반환하는데요,
종종 분포가 일정한, 혹은 특정 범위에서 특정 분포를 따르는 난수 생성이 필요할 때가 있습니다.
이 때 사용하는 방법이 난수를 정규화시켜서 반환하는 것입니다.

정규화 과정 중 하나가 fraction = 1.0 / (RAND_MAX) + 1.0) , normalizedValue = (max - min + 1) * fraction 으로 계산하여, 단순한 균등 분포를 따르는 난수를 생성하는 것입니다.

여기서, 단순히 RAND_MAX 값으로 나누는 것과 RAND_MAX + 1.0 으로 나누는 것 사이의 차이점은 다음과 같습니다.

rand() 함수는 0 에서 RAND_MAX 까지의 값을 생성하므로, 만약 RAND_MAX 가 32767 이라면, 가능한 값은 0 부터 32767 까지 총 32768 개 입니다.
만약 RAND_MAX 로 나눈다면,
rand() 가 0 을 반환했을 때는 0 / 32767 은 0 , rand() 가 32767 을 반환했을 때는 32767 / 32767 으로 1 이 됩니다.

이 경우, 정규화된 값이 0 부터 1 까지가 되며, 1 을 포함하여 [0, 1] 으로 표현됩니다.

반면, RAND_MAX + 1.0 으로 나누는 경우,
rand() 가 0 을 반환하면 0 / 32768 은 0 , rand() 가 32767 을 반환하면 32767 / 32768 은 0.99969... 으로 1 이 포함되지 않는 [0, 1) 로 표현되는 범위를 가지게 됩니다.

이렇게 [0, 1) 구간에 균등하게 분포되도록, 그리고 1 이 포함되지 않도록 하기 위해서 위와 같은 정규화 과정을 거치는 것입니다.

fraction 변수를 미리 계산하는 이유는 강의에서 교수님께서 설명해주신 것처럼, 특정 비율의 값을 한 번만 계산해두어 나눗셈의 연산 비용을 절약하기 위함입니다.

정규화 과정에는 다양한 방법이 있으며,
지금 학습 단계에서는 '난수를 특정 범위 내에서 균등하게 생성하기 위해' 그러한 수식을 사용하는 것 정도까지만 이해하고 학습을 이어나가시는 것을 추천드립니다.

참고 : https://mathoverflow.net/questions/28557/how-do-i-convert-a-uniform-value-in-0-1-to-a-standard-normal-gaussian-distri