mt19937

本文深入探讨了C++中随机数生成的常见误区,详细对比了rand()与MT19937算法的优劣,推荐使用Mersenne Twister算法实现更高质量的随机数生成,适用于各种高性能计算场景。

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参考:笔记 | 如何正确地生成一个随机数


介绍:

c f cf cf 提到不要用 r a n d ( ) : rand(): rand(): Don’t use rand(): a guide to random number generators in C++

  • r a n d ( ) rand() rand() 的随机数太假, R A N D _ M A X RAND\_MAX RAND_MAX 很小,只有 32767 32767 32767
  • r a n d o m _ s h u f f l e ( ) random\_shuffle() random_shuffle() 用的也是这个自带的 r a n d ( ) rand() rand(),元素在数组里移动的距离也很小
  • r a n d ( ) rand() rand() 使用的伪随机算法是 l i n e a r linear linear c o n g r u e n t i a l congruential congruential g e n e r a t o r generator generator (线性同余发生器),在低位循环节很低

然后它就叫我们用茅台 19937 19937 19937,取名来自于使用的算法 —— M e r s e n n e Mersenne Mersenne T w i s t e r Twister Twister算法,以及它用到的质数 —— 2 19937 − 1 2^{19937}−1 2199371


用法:

mt19937 rnd(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());

r n d ( ) rnd() rnd() 即可,括号内部是随机种子,也可以换成下面这个:

mt19937 rnd(chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());

random_shuffle()可以替换为:

shuffle(a+1, a+n+1, rnd);

然后就可以快的随机卡题咯~

在多线程环境中使用 `std::mt19937_64` 需要注意线程安全性,因为 `std::mt19937_64` 内部保留了一些状态信息。以下是一种常见的多线程使用 `std::mt19937_64` 的方法: 1. 在每个线程中创建独立的 `std::mt19937_64` 对象,确保每个线程都有自己的随机数生成器。 2. 每个线程都需要独立的种子来初始化随机数生成器。可以使用不同的种子,例如线程 ID、时间戳等。 3. 在每个线程中使用 `std::mt19937_64` 生成随机数。 以下是一个示例代码: ```c++ #include <iostream> #include <random> #include <thread> void generateRandomNumber(int threadId) { // 使用线程 ID 初始化随机数生成器 std::mt19937_64 rng(std::hash<std::thread::id>{}(std::this_thread::get_id())); // 生成随机数 std::uniform_int_distribution<int> dist(1, 10); int random_number = dist(rng); // 打印结果 std::cout << "线程 " << threadId << " 生成的随机数为:" << random_number << std::endl; } int main() { // 创建多个线程 std::thread t1(generateRandomNumber, 1); std::thread t2(generateRandomNumber, 2); // 等待线程结束 t1.join(); t2.join(); return 0; } ``` 在上述示例中,我们在 `generateRandomNumber` 函数中,使用线程 ID 初始化了每个线程的随机数生成器 `std::mt19937_64 rng`。然后,使用 `std::uniform_int_distribution` 定义了一个范围为1-10的均匀分布,并使用 `rng` 生成随机数。每个线程都会生成一个随机数,并打印结果。 需要注意的是,由于 `std::mt19937_64` 内部包含了状态信息,所以每个线程需要有自己独立的对象,并使用不同的种子来初始化。这样可以避免多个线程之间的竞争条件,确保线程安全性。
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