Deterministyczne strumienie liczb losowych w C++ STL

Question

Chcę podać liczbę, a następnie otrzymać zestaw liczb losowych. Jednak chcę, aby te liczby były takie same bez względu na komputer, na którym go uruchomiłem (zakładając, że dostarczam to samo nasiono).

Zasadniczo moje pytanie brzmi: w C++, jeśli użyję rand(), ale dostarczę srand() z nasieniem zdefiniowanym przez użytkownika zamiast bieżącego czasu, czy będę w stanie wygenerować ten sam losowy strumień liczbowy na dowolnym komputerze?

Answer 1

srand() & rand() nie są częścią STL. W rzeczywistości są częścią środowiska wykonawczego C. Tak, będą one dawały takie same wyniki, o ile są zgodne z tą samą implementacją srand()/rand().

W zależności od potrzeb warto rozważyć użycie numeru Boost.Random. Zapewnia kilka wysokiej jakości generatorów liczb losowych.

Answer 2

Zakładając, że implementacje rand() są takie same, tak.

Najprostszym sposobem zapewnienia tego jest dołączenie znanej implementacji rand() do twojego programu - zawartej w kodzie źródłowym twojego projektu lub w formie biblioteki, którą możesz zarządzać.

Answer 3

Wierzę, że jeśli dostarczysz srand z tym samym materiałem siewnym, uzyskasz takie same wyniki. Taka jest definicja nasion w kategoriach generatorów liczb pseudolosowych.

Answer 4

Dostępne są dziesiątki PRNG s jako biblioteki. Wybierz jedno. Zwykle używam Mersenne Twister.

Korzystając z zewnętrznej biblioteki, ominiesz ryzyko dziwnej lub błędnej implementacji biblioteki Twojego języka rand(). Dopóki twoje platformy będą zgodne z tą samą matematyczną semantyką, uzyskasz spójne wyniki.

MT jest moim ulubionym, ponieważ jestem fizykiem i używam tych rzeczy w Monte Carlo, gdzie ważna jest gwarancja równego podziału na wysokie wymiary. Ale nie używają MT jako kryptograficznego PRNG!

Answer 5

Tak. Dla danego materiału siewnego (wartość początkowa) sekwencja liczb zwracanych przez rand() zawsze będzie taka sama.

Answer 6

Napisz własną rutynę numeru pseudolosowego. Istnieje wiele algorytmów udokumentowanych w Internecie i mają one wiele aplikacji, w których rand nie jest wystarczająco dobry (np. Perlin Noise).

Spróbuj tych linków na początek:

http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_congruential_generator

http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudorandom_number_generator

Answer 7

Nie ANSI C Standard tylko określa, że ​​rand() musi wytwarzać strumień liczb całkowitych od 0 do RAND_MAX, która musi być co najmniej 32767 (source). Strumień ten musi być deterministyczny tylko w tym, że dla danej implementacji na danej maszynie musi generować ten sam strumień liczb całkowitych z tego samego materiału siewnego.

Potrzebujesz przenośnego PRNG.Mersenne Twister (wiele implementacji połączonych na dole) jest całkiem przenośne, podobnie jak Ben Pfaff's homegrown C99-compliant PRNG. Boost.Random też powinno być w porządku; kiedy piszesz swój kod w C++, użycie Boost nie ogranicza twojego wyboru wielu platform (chociaż niektórzy "mniejsi" (tzn. niespełniający wymagań) kompilatorzy mogą mieć kłopoty z intensywnym korzystaniem z metaprogramowania szablonów). Jest to naprawdę problem tylko dla wbudowanych platform o małej pojemności i być może nowatorskich architektur badawczych, więc jeśli przez "dowolny komputer" rozumie się "dowolną platformę x86/PPC/ARM/SPARC/Alpha/itp., Do której GCC jest kierowany", dowolny z powyżej powinien zrobić dobrze.