scala - 纯函数随机数生成器 - 状态单子(monad)

Question

《Scala 函数式编程》一书演示了纯函数式随机数生成器的示例，如下所示

trait RNG {
    def nextInt: (Int, RNG)
}

object RNG {
    def simple(seed: Long): RNG = new RNG {
        def nextInt = {
            val seed2 = (seed*0x5DEECE66DL + 0xBL) &
                        ((1L << 48) - 1)
            ((seed2 >>> 16).asInstanceOf[Int],
             simple(seed2))
        }
    }
}

用法如下

val (randomNumber,nextState) = rng.nextInt

我确实明白它是一个纯函数，因为它返回下一个状态并将其保留在 API 客户端上，以便下次使用它调用 nextInt需要一个随机数，但我不明白的是“如何生成第一个随机数，因为我们必须至少提供一次种子。

是否应该有另一个函数来提升种子以获得RNG？如果是这样，那么我们如何期望这个 API 的客户端知道它(因为在非功能性实现中，用户只需调用 nextInt 并且状态由 API 维护)

有人可以给出 Scala 中纯函数随机数生成器的完整示例，并可能将其与一般状态 Monad 联系起来。

Answer 1

随机生成器RNG是纯函数式的，对于相同的输入，你总是得到相同的输出。非纯功能部分留给该 API 的用户(您)。

要以纯函数方式使用RNG，您必须始终使用相同的初始值对其进行初始化，但随后您将始终获得相同的数字序列，这不太有用。

否则，您将不得不依赖外部系统(通常是挂钟时间)来初始化 RNG，从而引入副作用(再见纯函数式)。

val state0 = RNG.simple(System.currentTimeMillis)

val (rnd1, state1) = state0.nextInt
val (rnd2, state2) = state1.nextInt
val (rnd3, state3) = state2.nextInt

println(rnd1, rnd2, rnd3)

<小时/>

[编辑]

受到@Aivean的回答的启发，我创建了我的随机版本Stream:

def randoms: Stream[Int] = Stream.from(0)
  .scanLeft((0, RNG.simple(System.currentTimeMillis)))((st, _) => st._2.nextInt)
  .tail
  .map(_._1)

println(randoms.take(5).toList)
println(randoms.filter(_ > 0).take(3).toList)