在多个函数中使用相同的随机数生成器

Question

我相信随机数生成器 (RNG) 应该只播种一次以确保结果的分布符合预期。

我正在用 C++ 编写一个 Monte Carlo 模拟，其中包含一个主函数 ("A") 多次调用另一个函数 ("B")，其中有大量随机数生成于B.

目前，我正在 B 中执行以下操作：

void B(){
    std::array<int, std::mt19937::state_size> seed_data;
    std::random_device r;

    std::generate(seed_data.begin(), seed_data.end(), std::ref(r));
    std::seed_seq seq(std::begin(seed_data), std::end(seed_data)); //perform warmup
    std::mt19937 eng(seq);

    std::uniform_real_distribution<> randU(0,1);

    double myRandNum = randU(eng);

    //do stuff with my random number
}

如您所见，我每次调用函数 B 时都会创建一个新的随机数生成器。据我所知，这是在浪费时间 - RNG 仍然可以生成更多随机数数字！

我已经尝试过使 "eng" extern 但使用 g++ 会产生错误：

错误：“eng”同时具有“extern”和初始化器 extern std::mt19937 eng(seq);

如何制作随机数生成器"global"以便我可以多次使用它？

Answer 1

您不需要传递任何东西或声明任何东西，因为 mt19937 和 uniform_real_distribution 之间的交互是通过全局变量进行的。

std::array<int, std::mt19937::state_size> seed_data;
std::random_device r;

std::generate(seed_data.begin(), seed_data.end(), std::ref(r));
std::seed_seq seq(std::begin(seed_data), std::end(seed_data)); //perform warmup
std::mt19937 eng(seq);


B()

...

void B() 
{

    std::uniform_real_distribution<> randU(0,1);
...

Answer 2

注意一刀切的规则。 'Globals are evil' 就是其中之一。 RNG 应该是一个全局对象。（注意：每个线程都应该有自己的 RNG！）我倾向于将我的线程包装在一个单例映射中，但是在 main() 开始时简单地播种和预热一个就足够了：

std::mt19937 rng;

int main()
{
  // (seed global object 'rng' here)
  rng.dispose(10000); // warm it up

对于您的使用场景（每次调用生成多个 RN），为每个函数调用创建本地分布应该没有任何问题。

另一件事：std::random_device 不是你的朋友 -- 它可以随时 throw 出于各种愚蠢的原因。确保将其包装在 try..catch 块中。或者，我建议使用 特定于平台的 方法来获取真正的随机数。（在 Windows 上使用加密 API。在其他所有情况下，使用 /dev/urandom/。）

希望这对您有所帮助。

在多个函数中使用相同的随机数生成器

Using same random number generator across multiple functions

c++

random

global

global-variables