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c++ - 随机数函数 (C++11)

转载 作者:行者123 更新时间:2023-11-30 02:50:00 26 4
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我正在重写这个函数:

long rng(long low, long high)
{
return low + long((high - low + 1) * double(rand() / double(RAND_MAX + 1.0)));
}

将其更新为 C++11 和 Mersenne Twister。

long rng(long low, long high)
{
static std::mt19937 rnumber; // Mersenne Twister
std::uniform_int_distribution<unsigned> u (low, high);
return u(rnumber);
}

现在这似乎可行,但我的 C++11 书中指出,在类似的情况下,引擎和分发器都应该是“静态的”。问题是我想调用具有不同范围的函数,如果我将分发器设置为静态,则范围始终相同。

那么应该如何正确处理呢?

另外两个问题:

  • 为什么 Stroustrup 的书似乎建议我应该使用 {low, high} 而不是 (low, high)?有什么区别?

  • 是否有可能使用 gcc 4.8.1 并且没有优化 rand 的速度是 Mersenne 的两倍,而使用 -O3 rand 具有相同的性能,而 Mersenne 实际上变得比 rand 更快?

最佳答案

当您使用 operator() 时,允许分布计算多个随机数,只要 g.operator() 的调用次数是摊销常量.

因此使用 a static distribution and a non-static one 之间存在显着差异:

#include <iostream>
#include <random>

template <class Generator>
double use_rand(Generator & g){
std::normal_distribution<double> d;
return d(g);
}

template <class Generator>
double use_rand_static(Generator & g){
static std::normal_distribution<double> d;
return d(g);
}

int main(){
std::mt19937 rnumber{5};
std::cout << "non-static version:\n";
std::cout << use_rand(rnumber) << "\n";
std::cout << use_rand(rnumber) << "\n\n";

rnumber.seed(5);
std::cout << "static version:\n";
std::cout << use_rand_static(rnumber) << "\n";
std::cout << use_rand_static(rnumber) << std::endl;
return 0;
}
non-static version:0.107794-0.199707static version:0.107794-0.0306363

如您所见,第二个值不同。其原因隐藏在 normal_distribution::operator() 的实现中,它每隔一次迭代计算两个值。

这个实现定义的行为实际上是只要您想使用来自相同概率空间(也称为 static)的值就应该使用相同分布的原因。但是,由于您经常要更改 lowhigh,因此您正在更改概率空间,因此使用新的分布很好(创建大多数分布实际上非常便宜,但是为每个值使用一个新值可能会变得昂贵)。

关于c++ - 随机数函数 (C++11),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/20827812/

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