使用 Boost.Random 从种子生成多精度整数

Using Boost.Random to generate multiprecision integers from a seed

本文关键字：精度 整数 种子 Boost Random 使用      更新时间：2023-10-16

我正在尝试使用 Boost 多精度库来生成大的随机数C++。我无法创建一个按时间或其他随机数播种的生成器，因此我的生成器在每次运行时都会产生相同的数字。如何为生成器设定具有变化值的种子，以便在每次运行时生成不同的值？以下是有效但每次运行时生成相同值的代码：

 using namespace boost::multiprecision;
 using namespace boost::random;
 typedef independent_bits_engine<mt19937, 512, mpz_int> generator_type;
 generator_type gen;
 std::cout << gen() << "nn";

我之前已经成功地播种了 std mersenne twister：

std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_int_distribution<> dis(1, 410);
std::cout << dis(gen);

但我不确定如何播种多精度 mt。 如果我尝试将任何参数附加到generator_type声明，则会出现错误。

只要确保以正确的顺序包含正确的标题即可。确保在包含boost/multiprecision/random.hpp之前，例如 boost/random.hpp .[1]

下面是一个工作示例：

住在科里鲁 

#include <boost/multiprecision/gmp.hpp>
#include <boost/multiprecision/random.hpp>
#include <iostream>
int main() 
{
    namespace mp = boost::multiprecision;
    using Int = mp::mpz_int;
    boost::mt19937 rng(3); // fixing seed for demo
    boost::uniform_int<Int> gen(-pow(Int(2), 400), pow(Int(2), 400));
    for (int i=0; i<10; ++i)
        std::cout << gen(rng) << "n";
}

指纹：

-1933652715378833784248363501979652496795524829874743132697181322648247480952527478485970668716806865063045317090084841622
-1468881213423638668843172777487968633185322950671475476288214928834762957270366851213470028408822700452414112732095789399
-438410269130756764874038685663894375462191729266787898021001121529040612201593866121171654735148672212107859934777249455
1640218057904403949431629353470797958943403389857715009204662011172706206212175540336638682612917363014646204359229208161
2080556950904231221688486212902649050443577133350992840521950777901511719409216800649680002332270542856870490906586634021
-2462847552934789794366130512379986584363897268428607239076390917679673552257507232435012961043902569359791960286013555735
1862125165202309929540318106374963238582997665808535945941185531430178511983671609033768595314282085775703389782906055681
-2252919975572088150601736662143078753669379374770846936106371833826830834376177961242332270710557376868189820866644291936
986998873018694187216384502983789929097242088320473495018118860428802373488463609060400540575932015408503979156759366945
111638721010166959954664901006097000984357549061159193446548907668369849648549091048841517202745565156043524728780018634

[1] 有关基本原理，请参阅标题：

namespace boost{ namespace random{ namespace detail{
//
// This is a horrible hack: this declaration has to appear before the definition of
// uniform_int_distribution, otherwise it won't be used...
// Need to find a better solution, like make Boost.Random safe to use with
// UDT's and depricate/remove this header altogether.
//
template<class Engine, class Backend, boost::multiprecision::expression_template_option ExpressionTemplates>
boost::multiprecision::number<Backend, ExpressionTemplates> 
   generate_uniform_int(Engine& eng, const boost::multiprecision::number<Backend, ExpressionTemplates>& min_value, const boost::multiprecision::number<Backend, ExpressionTemplates>& max_value);
}}}
您可以

通过以下方式为independent_bits_engine设定种子：

gen.seed(a_value_used_as_seed)

看到这里。

编辑

mt19937生成uint32_t整数，并使用与种子相同的类型。但是，它也接受种子序列，可用于创建分布在整个 32 位范围内的种子。种子序列可以是任何类，只要它定义了某些函数即可。其中之一如下：

void generate(type*,type*)

这两种不同的种子设定方式由两个模板函数表示。

independent_bits_engine中使用的类型是mpz_int整数。当发动机播种时，它会将种子传递给基础发动机，即梅森扭曲器。对于mt19937，mpz_int 不是其基类型，因此编译器选择第二个模板函数并将种子解释为种子序列。这会导致错误，因为 mpz_int 类没有 generator 函数。

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