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c++ srand 不给出相同的随机数序列

coder 2024-02-08 原文

我有一个使用 rand() 和 srand() 的优化算法。为了能够测试行为，我将种子设置为特定数字，以便在程序的不同运行中获得相同的随机数序列。

#define RN rand()/(RAND_MAX+1.0)
int main(int argc, char **argv)
{
    unsigned int seed=47456536;
    srand(seed);
    // a lot of stuff including RN
}

问题是在不同的运行中我得到不同的数字序列。这可能吗？

最佳答案

首先:Do not use rand . There are enough better alternatives .

即使是 2011 版的 C 标准1 在脚注 295 中说:

There are no guarantees as to the quality of the random sequence produced and some implementations are known to produce sequences with distressingly non-random low-order bits. Applications with particular requirements should use a generator that is known to be sufficient for their needs.

如果没有说服你，请让我强调一下:

There are no guarantees as to the quality of the random sequence produced and some implementations are known to produce sequences with distressingly non-random low-order bits. Applications with particular requirements should use a generator that is known to be sufficient [read: not this one] for their needs.

但是，如果您无故决定使用它， C99 7.20.2.2 和 C11 7.22.2.2 都定义了 srand 函数如下:

(2) The srand function uses the argument as a seed for a new sequence of pseudo-random numbers to be returned by subsequent calls to rand. If srand is then called with the same seed value, the sequence of pseudo-random numbers shall be repeated. If rand is called before any calls to srand have been made, the same sequence shall be generated as when srand is first called with a seed value of 1.

(3) [...] The implementation shall behave as if no library function calls the srand function.

这意味着2您的标准库已损坏，您正在调用未定义的行为(例如，写入您不应该写入的内存)或者确实有其他一些非确定性来源。您肯定知道，最常见的非确定性来源是线程和读取输入(键盘、时间等)。请注意，从多线程调用 rand/srand 本质上是不安全的3，不仅仅是执行顺序。

由于rand 随机数生成工具只有一个中央状态，您还应该知道that libraries used by your code can modify it as well ，因此您的问题可能隐藏在对库函数(标准库除外)的一些无辜调用中。

我还要重申，rand 使用的算法未指定。因此，不同的编译器(更具体地说是不同的标准库)可以并且将会产生不同的随机数。

最后再说一遍你should not use rand如果可能的话。

如果对您现在应该做什么还有任何疑问，请查看以下完全符合标准的 srand 和 rand 实现: 

#define RAND_MAX 32767
static int _rand_state = 1;
void srand(unsigned int seed) { _rand_state = (int)(seed % 32768); }
int rand() { return (++_rand_state) % 32768; }

<子> 脚注:

<子> 1. 如果您使用的是 linux，手册页 rand(3)同意:“在较旧的 rand() 实现中，以及在不同系统上的当前实现中，低位比特的随机性远低于高位比特。当需要良好的随机性时，请勿在旨在可移植的应用程序中使用此功能”

<子> 2. 结合 C99 7.20.2.1/3 或 C11 7.22.2.1/3 保证实现的行为就好像 srand 和 rand 从未被任何标准库调用功能。

<子> 3. C11 在使用这些函数时明确允许数据竞争(C11 7.22.2.1/3 和 C11 7.22.2.2/3)，如果 C99 知道线程和线程安全的概念，它也会这样做。

关于c++ srand 不给出相同的随机数序列，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/28374800/

ampsrandcodenoreferrernoopenerc++

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