C++11:如何使用 设置种子

Question

我正在练习随机库，这是 C++11 的新手。我编写了以下最小程序:

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;
int main() {
    default_random_engine eng;
    uniform_real_distribution<double> urd(0, 1);
    cout << "Uniform [0, 1): " << urd(eng);
}

当我反复运行它时，它每次都会给出相同的输出:

>a
Uniform [0, 1): 0.131538
>a
Uniform [0, 1): 0.131538
>a
Uniform [0, 1): 0.131538

我想让程序在每次调用时设置不同的种子，以便每次生成不同的随机数。我知道 random 提供了一个名为 seed_seq 的工具，但我发现它的解释(在 cplusplus.com 上)完全模糊:

http://www.cplusplus.com/reference/random/seed_seq/

我很感激关于如何让程序在每次调用时生成新种子的建议:越简单越好。

我的平台:

Windows 7:TDM-GCC compiler

Answer 1

拥有 seed_seq 的意义是增加生成序列的熵。如果您的系统上有一个 random_device ，那么使用来自该随机设备的多个数字进行初始化可能会做到这一点。在具有伪随机数生成器的系统上，我认为随机性不会增加，即生成的序列熵。

在此基础上，您的方法:

如果您的系统确实提供了一个随机设备，那么您可以像这样使用它:

  std::random_device r;
  // std::seed_seq ssq{r()};
  // and then passing it to the engine does the same
  default_random_engine eng{r()};
  uniform_real_distribution<double> urd(0, 1);
  cout << "Uniform [0, 1): " << urd(eng);

如果您的系统没有随机设备，那么您可以使用 time(0)作为 random_engine 的种子

  default_random_engine eng{static_cast<long unsigned int>(time(0))};
  uniform_real_distribution<double> urd(0, 1);
  cout << "Uniform [0, 1): " << urd(eng);

如果您有多个随机源，您实际上可以执行此操作(例如 2)

std::seed_seq seed{ r1(), r2() };
  default_random_engine eng{seed};
  uniform_real_distribution<double> urd(0, 1);
  cout << "Uniform [0, 1): " << urd(eng);

其中 r1 , r2 是不同的随机设备，例如热噪声或量子源。

当然你可以混搭

std::seed_seq seed{ r1(), static_cast<long unsigned int>(time(0)) };
  default_random_engine eng{seed};
  uniform_real_distribution<double> urd(0, 1);
  cout << "Uniform [0, 1): " << urd(eng);

最后，我喜欢用单行初始化:

  auto rand = std::bind(std::uniform_real_distribution<double>{0,1},
              std::default_random_engine{std::random_device()()});
  std::cout << "Uniform [0,1): " << rand();

如果您担心 time(0)拥有第二个精度，您可以通过使用 high_resolution_clock 来克服这个问题。要么通过请求自纪元以来的时间首先由 bames23 below 指定:

static_cast<long unsigned int>(std::chrono::high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count()) 

或者可能只是玩 CPU 随机性

long unsigned int getseed(int const K)
{

    typedef std::chrono::high_resolution_clock hiclock;

    auto gett= [](std::chrono::time_point<hiclock> t0)
    {
        auto tn = hiclock::now();
        return static_cast<long unsigned int>(std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(tn-t0).count());
    };

    long unsigned int diffs[10];
    diffs[0] = gett(hiclock::now());
    for(int i=1; i!=10; i++)
    {
        auto last = hiclock::now();
        for(int k=K; k!=0; k--)
        {
            diffs[i]= gett(last);
        }
    }

    return *std::max_element(&diffs[1],&diffs[9]);
}