C++ 在函数中生成随机数

C++ Generating random numbers in functions

本文关键字：随机数 函数 C++      更新时间：2023-10-16

对于我正在从事的项目，我需要在函数中生成一个随机数向量。问题是我每次最终都会生成相同的数字向量。我有这个例子来重现我的问题：

#include <iostream>
#include <random>
std::vector<double> generate(std::default_random_engine generator, double mean, double sigma, int n)
{
std::vector<double> generated(n,0);
std::normal_distribution<double> distribution(mean,sigma);
for (int i = 0;i<n;i++)
generated[i] = distribution(generator);
return generated;
}
std::vector<double> generate(double mean, double sigma, int n)
{
std::vector<double> generated(n,0);
std::default_random_engine generator;
std::normal_distribution<double> distribution(mean,sigma);
for (int i = 0;i<n;i++)
generated[i] = distribution(generator);
return generated;
}
int main(int argc, char** argv)
{
// Read inputs
int nrolls = 20;  // number of experiments
int ntimes = 50;
double mean = 100;
double sigma = 4;
bool useFunction(false);
if (argc>1)
useFunction=true;
// crates series
std::vector< std::vector<double> > results(ntimes,std::vector<double>());
std::default_random_engine generator;
for (int i = 0;i<ntimes/4;i++){
std::vector<double> generated(nrolls,0);
std::normal_distribution<double> distribution(mean,sigma);
for (int i = 0;i<nrolls;i++)
generated[i] = distribution(generator);
results[i] = generated;
}
for (int i = ntimes/4;i<ntimes/2;i++)
results[i] = generate(generator,mean,sigma,nrolls);
for (int i = ntimes/2;i<3*ntimes/4;i++){
std::vector<double> generated(nrolls,0);
std::normal_distribution<double> distribution(mean,sigma);
for (int i = 0;i<nrolls;i++)
generated[i] = distribution(generator);
results[i] = generated;
}
for (int i = 3*ntimes/4;i<ntimes;i++)
results[i] = generate(mean,sigma,nrolls);
//
// Display all random numbers
for (int i = 0;i<ntimes;i++){
std::cout<<i;
for (int j = 0;j<nrolls;j++)
std::cout<<" "<<results[i][j];
std::cout<<std::endl;
}
// Check number of equal results
int n_equal(0);
int n_total(0);
for (int i=0;i<ntimes;i++){
for (int k = 0;k<nrolls;k++){
for (int j=i+1;j<ntimes;j++){
n_total++;
if (results[i][k] == results[j][k])
n_equal++;
}
}
}
std::cout<<n_equal<<"/"<<n_total<<std::endl;
// Exit
return 0;
}

我试图通过将生成器传递给生成随机数数组的函数来解决它，但显然，它也不起作用。有人可以给我一个提示，告诉我每次调用 generate 函数时我应该如何做才能获得不同的数组？

谢谢。

你这里有两个问题。 第一

std::vector<double> generate(std::default_random_engine generator, double mean, double sigma, int n)

按值获取 PRNG，这意味着它会创建副本。 这意味着每次调用函数时，您都将从相同的序列开始，因为您永远不会从调用站点修改生成器。

第二个问题是

std::vector<double> generate(double mean, double sigma, int n)

每次调用函数时都会重新创建相同的生成器。 这是行不通的，因为它每次都会创建相同的序列。

通常，您有两种选择。 可以通过引用将 PRNG 传递给函数，也可以在函数中声明一个staticPRNG，以便它在函数调用之间保持不变。

在玩了一会儿之后，我发现最好对新的C++随机生成器使用全局变量。 你应该为每个随机数套件提供一个，所以你(统计上几乎是:)100% 确保获得指定的分布。

伪随机生成器本质上是静态的野兽，因为它们保留在上次计算中生成的数字以生成下一次计算。

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