c++ - C++11 随机数

Question

我需要生成随机数，但范围尽可能广（至少 64 位）。我不在乎分布是否完美，所以std::rand()会起作用，但它只返回一个int. 我知道 c++11 具有一些随机数生成能力，可以给出任何大小的数字，但使用起来非常复杂。有人可以发布一个简单的示例，说明如何尽可能简单地使用它以尽可能简单的方式（例如）获得所描述的功能（64 位或更多随机数std::rand()）？

Answer 1

这是为此目的使用 C++11 随机数生成的方法（从http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/uniform_int_distribution调整）：

#include <random>
#include <iostream>
int main()
{
  /* Initialise. Do this once (not for every
     random number). */
  std::random_device rd;
  std::mt19937_64 gen(rd());

  /* This is where you define the number generator for unsigned long long: */
  std::uniform_int_distribution<unsigned long long> dis;

  /* A few random numbers: */    
  for (int n=0; n<10; ++n)
    std::cout << dis(gen) << ' ';
  std::cout << std::endl;
  return 0;
}

而不是unsigned long long，您可以使用std::uintmax_tfromcstdint来获得最大可能的整数范围（不使用实际的大整数库）。

Answer 2

我们可以轻松地将随机数生成器引擎包装到类似 srand/rand 的方法中，如下所示：

#include <random>
#include <iostream>

struct MT19937 {
private:
    static std::mt19937_64 rng;
public:
    // This is equivalent to srand().
    static void seed(uint64_t new_seed = std::mt19937_64::default_seed) {
        rng.seed(new_seed);
    }

    // This is equivalent to rand().
    static uint64_t get() {
        return rng();
    }
};

std::mt19937_64 MT19937::rng;


int main() {
    MT19937::seed(/*put your seed here*/);

    for (int i = 0; i < 10; ++ i)
        std::cout << MT19937::get() << std::endl;
}

（就像srandand rand，这个实现不关心线程安全。）

包装函数非常简单，你可以直接使用引擎。

#include <random>
#include <iostream>

static std::mt19937_64 rng;

int main() {
    rng.seed(/*put your seed here*/);

    for (int i = 0; i < 10; ++ i)
        std::cout << rng() << std::endl;
}

Answer 3

不是 C++11，但足够简单

((unsigned long long)rand() << 32) + rand()这里我们将 int64 的两部分生成为 int32

正如所JasonD指出的，它假设rand()生成 32 位整数。可以 xor rand() << x、rand() << (2*x)、rand() << (3*x)等，其中x<= 位在按数字生成rand()。也应该没问题。