如何引用随机生成器

How to reference random generator?

本文关键字：随机 引用 何引用      更新时间：2023-10-16

我正在尝试在一个范围内生成随机数。我在多个线程中有多个对象将调用此函数，该函数在一个单例类中，因此只有一个对象被调用。但我注意到，我的随机数更接近这个范围的中间，因此，在前200个呼叫中，它们彼此接近，然后它们开始在给定的范围内缓慢分散。

  1. 每次重新实例化和重新播种调用了函数？我确实读过这个答案，但没有完全阅读理解它
  2. 我试图将std::uniform_real_distribution<double> dis作为一个类变量，但我一直收到错误，uniform_real_distribution不是std::的成员，为什么
  3. 我试图将std::shared_ptr< std::uniform_real_distribution<double> > _uniform_distribution保留为类变量，但仍然出现错误
  4. 引用随机生成器的正确方法是什么
  5. 这个问题的正确解决方案是什么
double getRandom(Object* foo){  
 std::random_device rnd;
 std::mt19937 gen(rnd());
 std::uniform_real_distribution<double> dis(0, foo->limit);
 double random = dis(gen);
 return random;
}

您应该只为随机数生成器播种一次。除此之外，您的getRandom函数是正确的。至于如何在类上下文中使用所有这些，下面是如何做到的：

#include <random>
class RNG
{
public:
    RNG::RNG() : gen(std::random_device()()) {} // Seeds the mt19937.
    double getRandom(Object* foo){  
        std::uniform_real_distribution<double> dis(0, foo->limit);
        double random = dis(gen);
        return random;
    }
private:
    std::mt19937 gen;
};

因此，在程序开始时，实例化一个RNG，mt19937将被播种一次。然后，只要你需要一个随机数，就可以在同一个RNG上调用getRandom。

如果你想让你的分布成为一个成员变量，那么你必须在每次调用中创建新的参数：

#include <random>
#include <iostream>
class Object
{
public:
    double limit = 100.0;
};
class MyRandomGen
{
    // typedef this for readability
    typedef typename std::uniform_real_distribution<double>::param_type param_type;
    std::mt19937 gen;
    std::uniform_real_distribution<double> dis;
public:
    MyRandomGen(): gen(std::random_device()()) {} // seed only once
    double getRandom(Object* foo)
    {
        param_type range {0, foo->limit}; // new distribution parameters
        return dis(gen, range);
    }
};

int main()
{
    Object o;
    MyRandomGen gen;
    for(auto i = 0; i < 10; ++i)
        std::cout << gen.getRandom(&o) << 'n';
}

输出：

48.4072
11.9905
39.0123
49.2113
69.3635
0.369986
19.9654
42.4251
92.9024
29.7522

您可以使gen和rng成为静态局部变量。这将确保随机数生成器初始化一次。

在您的函数生成器中，每次调用都会使用新的随机种子重新初始化。

将分发作为类成员应该不是问题。将std::random_device的实例作为类成员将是一个问题（至少在许多情况下），因为它不能被复制。幸运的是，您并不真正需要它的实例作为类成员，因为（如前所述）您只想调用它一次。由于其他人已经发布了他们对更正生成器类的想法，我想我也会添加我的想法：

class generator {
    std::uniform_real_distribution<double> dis;
    std::mt19937 gen;
public:
    generator(double lower = 0.0, double upper = 100.0) 
        : gen(std::random_device()()), dis(lower, upper) {}
    double operator()() {
        return dis(gen);
    }
};

你可以这样使用这个（举一个例子）：

generator g;
std::generate_n(std::ostream_iterator<double>(std::cout, "n"), 20, generator());

至少在一些快速测试中，我没有看到我得到的结果有任何明显的中心趋势。例如：

22.832
82.3414
20.7805
28.9464
6.72104
95.8591
1.92738
70.2699
0.447961
70.591
0.549306
27.9672
10.243
23.0606
76.155
67.6821
63.7346
20.4228
77.9004
39.6607

在前20场比赛中，从0.4到95.9的命中率似乎很好地覆盖了这个范围。

顺便说一句，在64位编译器上，您可能希望使用mt19937_64而不是mt19937，至少在规则上是这样。

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