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我很难理解为什么这段代码（尝试<random>在 C++11 中使用新标头）正确地生成随机数，[0, 2**62 - 1]但不是[0, 2**63 - 1]or [0, 2**64 - 1]。

#include <iostream>
#include <stdint.h>
#include <random>
#include <functional>
#include <ctime>

static std::mt19937 engine; // Mersenne twister MT19937

void print_n_random_bits (unsigned int n);

int main (void) {
  engine.seed(time(0));
  print_n_random_bits(64);
  print_n_random_bits(63);
  print_n_random_bits(62);
  return 0;
}

void print_n_random_bits (unsigned int n)
{
  uintmax_t max;

  if (n == 8 * sizeof(uintmax_t)) {
    max = 0;
  } else {
    max = 1;
    max <<= n;
  }
  --max;

  std::uniform_int_distribution<uintmax_t> distribution(0, max);

  std::cout << n << " bits, max: " << max << std::endl;
  std::cout << distribution(engine) << std::endl;
}

现在，更多的挖掘揭示了std::mt19937_64，它具有正确的行为，但是谁能向我解释为什么适用于 62 位数字的东西不适用于 64 位数字？

编辑：对不起，我什至没有指定问题。问题是对于 63 位和 64 位最大值，输出始终是 range 中的一个数字[0, 2**32 - 1]，例如：

% ./rand                       
64 bits, max: 18446744073709551615
1803260654
63 bits, max: 9223372036854775807
3178301365
62 bits, max: 4611686018427387903
2943926730538475327

% ./rand                                
64 bits, max: 18446744073709551615
1525658116
63 bits, max: 9223372036854775807
2093351390
62 bits, max: 4611686018427387903
1513326512211312260

% ./rand                                                       
64 bits, max: 18446744073709551615
884934896
63 bits, max: 9223372036854775807
683284805
62 bits, max: 4611686018427387903
2333288494897435595

编辑 2：我正在使用clang++( Apple clang version 2.1 (tags/Apple/clang-163.7.1)) 和“libc++”。由于我的版本不c++0x支持，因此我无法使用 GCC 轻松测试上述内容。

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2 回答 2

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您在 libc++ 中发现了一个错误。谢谢！！！

我已对 143104 版本的树干尖端进行了以下修复：

Index: include/algorithm
===================================================================
--- include/algorithm   (revision 143102)
+++ include/algorithm   (working copy)
@@ -2548,7 +2548,7 @@
         {
             __u = __e_() - _Engine::min();
         } while (__u >= __y0_);
-        if (__w0_ < _EDt)
+        if (__w0_ < _WDt)
             _S <<= __w0_;
         else
             _S = 0;
@@ -2561,7 +2561,7 @@
         {
             __u = __e_() - _Engine::min();
         } while (__u >= __y1_);
-        if (__w0_ < _EDt - 1)
+        if (__w0_ < _WDt - 1)
             _S <<= __w0_ + 1;
         else
             _S = 0;

此修复不需要重新编译二进制 libc++.dylib。

于 2011-10-27T16:15:38.370 回答
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由于std::mt19937是 32 位版本，最有可能发生的事情是它在生成下一个数字时假设哪些位在其“工作空间”中起作用和无关紧要。当生成可能包含最后两位的数字时，这会导致溢出。我怀疑您会发现实际分布并不均匀，最大数量高于2**32 - 132 位引擎。

于 2011-10-27T15:14:11.803 回答