如何为GSL(GNU科学库）调整C++式随机数引擎?

How to adapt a C++-style random number engine for GSL (GNU Scientific Library)?

本文关键字：C++ 调整 随机数 引擎 GSL GNU      更新时间：2023-10-16

我有一个满足C++随机数引擎要求的PRNG，如此处所述。(它来自PCG家族(。也就是说，C++标准库分布类可以使用引擎的实例来生成随机数：

pcg_extras::seed_seq_from<std::random_device> seed_source;
pcg32 rng(seed_source);
std::uniform_real_distribution<double> uniformDist(0., 1.);
double randomNumber = uniformDist(rng);

我需要从未包含在<random>中的发行版生成样本，所以我需要使用 GSL 的函数。如何使用C++引擎来实现此目的？GSL rng 函数都需要一个const gsl_rng *作为第一个参数。

gsl_rng的默认创建和使用如下所示：

const gsl_rng_type * T;
gsl_rng * r;
gsl_rng_env_setup();
T = gsl_rng_default;
r = gsl_rng_alloc (T);
double u = gsl_rng_uniform (r);

要使用我自己的引擎，我认为我需要定义一个gsl_rng_type，如"gsl/gsl_rng.h"所定义：

typedef struct
{
const char *name;
unsigned long int max;
unsigned long int min;
size_t size;
void (*set) (void *state, unsigned long int seed);
unsigned long int (*get) (void *state);
double (*get_double) (void *state);
}
gsl_rng_type;

我猜想需要的东西是否正确？是否有关于如何定义自定义gsl_rng_type的示例，尤其是三个必要的成员函数？我的void *state可能是什么？

我最终做了以下事情来让事情正常进行。请注意，我的随机数引擎是我的程序中的全局变量：g_rng。

有必要构造一个结构来保存与 RNG 相关的任何状态。就我而言，我只需按住指向pcg32的指针：

// In some header file, e.g. rng.h
typedef struct
{
pcg32 *rng;
} gsl_pcg_state;

必须定义三个函数，"set"、"get"和"get_double"：

// In some header file, e.g. rng.h
static void gsl_pcg_set(void *state, unsigned long int seed)
{
((gsl_pcg_state *)state)->rng = &g_rng;
(void)seed;                 // unused
}
static unsigned long int gsl_pcg_get(void *state)
{
return (*((gsl_pcg_state *)state)->rng)();
}
static double gsl_pcg_get_double(void *state)
{
// Range [0, 1)
return (*((gsl_pcg_state *)state)->rng)() / 4294967296.;
}

因此，可以实例化gsl_rng_type：

static const gsl_rng_type gsl_rng_pcg = {
"pcg",
0xffffffffUL,
0,
sizeof(gsl_pcg_state),
&gsl_pcg_set,
&gsl_pcg_get,
&gsl_pcg_get_double
};

在主程序中，您将拥有...

gsl_rng *r;
r = gsl_rng_alloc(&gsl_rng_pcg);
// one can now call various gsl_ran_[...] functions
gsl_rng_free(r);

查看 GSLrng.c中定义的gsl_rng_alloc确认这是正确的设置。

这是正确的。整个公共接口在 https://github.com/LuaDist/gsl/blob/master/rng/gsl_rng.h 中概述

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