c - 使用 setstate(3) 不会产生预期的随机数序列

Question

对于多人游戏，我需要在所有参与的设备上生成相同的随机数序列。显然，这是通过在所有设备上使用相同的种子来实现的。当在本应在所有设备上生成相同序列的例程之外调用 random() 时，就会出现问题。因此，在此例程中，我尝试使用 setstate 来保存状态数组。据我了解 man random(3)，在此例程之外调用 random() 不应更改序列。

但是，以下代码不会为运行 1 和运行 2 产生相同的输出:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(int argc, const char * argv[])
{

    char state[256];

    printf("Run 1 : ");
    initstate(123, state, 256);
    for (int i=1; i < 10; i++) {
        printf("%ld ", random());
    }

    printf("\nRun 2 : ");
    initstate(123, state, 256);
    for (int i=1; i < 10; i++) {
                setstate(state); // load preserved state
                printf("%ld ", random());
                *state = *setstate(state); // preserve state 
                random(); // this simulates a call to random() from outside
        }
        printf("\n");
        return 0;
}


Run 1 : 1597493280 1407130876 1753502901 1965067074 377602131 83146350 274392949 1718024305 1016176754 
Run 2 : 1597493280 537479855 1611694138 941096776 83164437 1459338036 1256894804 1618690717 1091902527 
Program ended with exit code: 0

有人知道为什么吗？或者，也许还有另一种方法可以达到预期的效果？

备案:使用 Xcode 5 在 OS X 和 iOS 上运行。

编辑在 Arkku 和 minitech 的帮助下，以下更改使运行 2 的输出与运行 1 相同:

    printf("\nRun 2 : ");
char otherstate[256];
initstate(123, state, 256);
for (int i=1; i < 10; i++) {
    // preserve whatever state is currently active
    // and set the current state to "my" state
    memcpy(otherstate, setstate(state), 256);
    printf("%ld ", random());
    // switch back to the other state
    memcpy(state, setstate(otherstate), 256);
    // now this call does not affect the sequence that get's printf'd
    random();
}
printf("\n");

Answer 1

在第二个循环中，您调用了 random() 而没有打印出值。此外，setstate 行没有用；每次都使用相同的数组 (state)，因此状态会不断变化。这两个序列变得完全相同:

for (int i = 1; i <= 2; ++i) {
   printf("\nRun %d: ", i);
   initstate(123, state, sizeof(state));
   for (int i=1; i < 10; i++) {
       printf("%ld ", random());
   }
}

如果您需要在生成一些随机数后保存状态，然后返回到相同状态，您必须在不同状态数组之间交替，例如:

char state[256], state2[256];
initstate(123, state, sizeof(state));
char *saved = initstate(123, state2, sizeof(state2));
for (int i=1; i < 10; i++) {
    saved = setstate(saved);
    printf("%ld ", random());
    saved = setstate(saved);
    (void) random();
    (void) random();
}

每次调用 initstate 或 setstate 都会返回一个指向previous 状态数组的指针。要返回该状态，您需要调用 setstate 并将其作为参数并将返回的指针存储在某处(可能指向相同的指针，如此处所示)。您还需要有两个不同的状态数组，否则您将一遍又一遍地设置相同的数组——在上面的示例中，saved 的初始值来自 second调用initstate，即第一次调用时设置的状态数组。 (第一次调用可能会返回一些内部数组，但为了获得与所需数组大小一致的结果，我认为最好自己创建两个数组。)