c++ - 从变化的区间有效地生成伪随机整数

Question

我编写了以下类，用于从给定区间 [lower, upper] 生成随机整数。

 class RandomInteger {

protected:

    std::random_device randomDevice;
    std::default_random_engine randomEngine;
    std::uniform_int_distribution<> distribution;

public:

    RandomInteger(int64_t lower, int64_t upper);

    virtual ~RandomInteger();

    virtual int64_t generate();
};


RandomInteger::RandomInteger(int64_t lower, int64_t upper) : randomEngine(this->randomDevice()), distribution(lower, upper) {
}

RandomInteger::~RandomInteger() {
    // TODO Auto-generated destructor stub
}

int64_t RandomInteger::generate() {
    int64_t i = this->distribution(this->randomEngine);
    return i;
}

如果间隔保持不变并且多次调用 generate 则没有问题。但是，现在我的用例是从一个始终变化的区间生成整数(上限每次都增加)。

首先，这需要快速。这与密码学无关，所以非常伪随机数是可以的(并且可能不需要 std::random_device)。我还想尽可能避免使用 C 风格，而使用现代 C++11 风格。

您能建议如何有效地做到这一点吗？

Answer 1

使用接受 const param_type & 的 uniform_int_distribution::operator() 的重载:

int64_t RandomInteger::generate(int64_t lower, int64_t upper) {
    int64_t i = this->distribution(this->randomEngine,
      std::uniform_int_distribution<int64_t>{lower, upper}.param());
    return i;
}

(请注意，您应该对 distribution 进行值初始化，因为您对设置它的 param 不感兴趣。此外，distribution 应该被模板化使用 int64_t，而不是 int.)

如果 uniform_int_distribution 保留任何状态，那么这将有效地使用它。

事实上，uniform_int_distribution 的大多数实现都不会保留任何状态；参见例如libstdc++ random.tcc: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.0/libstdc++/api/a01001_source.html#l00832