c++ - 为什么没有均匀分布？

Question

我们有 uniform_int_distribution 和 uniform_real_distribution，难道不可能有一个包罗万象的 uniform_distribution ，它专门研究 float/double 和 int/...，何时指定？

Answer 1

AFAIU，上面@user877329 和@revolver_ocelot 的评论正确地解释了这一点，而另一个答案是完全错误的。

统一uniform_int的接口(interface)是错误的和 uniform_real ，不是因为它们的实现方式不同(这可以通过模板特化来解决)，而是因为接口(interface)意味着不同的东西。

假设我们统一接口(interface)(使用另一个答案中建议的变体)，如下所示:

template <typename T>
using uniform_distribution =
    typename std::conditional<
        std::is_integral<T>::value,
        std::uniform_int_distribution<T>,
        std::uniform_real_distribution<T>
    >::type;

如果我们定义 uniform_distribution<some_type> u(0, 9) ，意思很不一样:

• 如果 some_type是整数，那么你将在大约 1/10 的时间内输出 9。

• 如果 some_type不是，那么 u 永远不会输出 9。

以下代码(其输出是 true 然后是 false )说明了这一点:

#include <random>
#include <iostream>
#include <type_traits>                                         

template <typename T>
using uniform_distribution =
    typename std::conditional<
        std::is_integral<T>::value,
        std::uniform_int_distribution<T>,
        std::uniform_real_distribution<T>
    >::type;

int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());

    {
        uniform_distribution<int> u(0, 9);
        bool over_found = false;
        for(size_t i = 0; i < 99999; ++i)
            over_found = over_found || u(gen) >= 9;
        std::cout << std::boolalpha << over_found << std::endl;
    }

    {
        uniform_distribution<float> u(0, 9);
        bool over_found = false;
        for(size_t i = 0; i < 99999; ++i)
            over_found = over_found || u(gen) >= 9;
        std::cout << std::boolalpha << over_found << std::endl;
    }
}

此代码说明使用此类编写通用代码是危险的。例如，如果您要编写一个通用函数来计算子范围内结果的直方图:[0, 1), [1, 2), ..., [8, 9),结果会不兼容。

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正如@revolver_ocelot 所指出的，标准库的[inclusive-begin, exclusive_end) convention不能用于统一整数(因为不可能指定统一整数随机数生成器同时生成最大 uint 值)，因此这是一个特殊的签名。