非常奇怪 - 当我使用断点时，代码（使用Random）的工作方式不同

Question

我正在研究一个神经网络项目，我有两个这样的课程：

public class Net
{
    // Net object is made of neurons
    public List<Neuron> Neurons = new List<Neuron>();

    // neurons are created in Net class constructor
    public Net(int neuronCount, int neuronInputs)
    {
        for (int n = 0; n < neuronCount; n++)
        {
            Neurons.Add(new Neuron(n, neuronInputs));
        }
    }
}

public class Neuron
{
    public int index; // neuron has index

    public List<double> weights = new List<double>(); // and list of weights

    // Neuron constructor is supposed to add random weights to new neuron
    public Neuron(int neuronIndex, int neuronInputs)
    {
        Random rnd = new Random();

        for (int i = 0; i < neuronInputs; i++)
        {
            this.index = neuronIndex;
            this.weights.Add(rnd.NextDouble());
        }
    }

当我尝试创建网络并显示它的“内容”时：

Neuro.Net Network = new Neuro.Net(4, 4); // creating network with 4 neurons with 4 weights each

// dgv is a DataGridView for weights preview
dgv.Rows.Clear();
dgv.Columns.Clear();

// creating columns
foreach (Neuro.Neuron neuron in Network.Neurons)
{
    dgv.Columns.Add("colN" + neuron.index, "N" + neuron.index);
}

dgv.Rows.Add(Network.Neurons[0].weights.Count());

for (int n = 0; n < Network.Neurons.Count(); n++)
{
   for (int w = 0; w < Network.Neurons[n].weights.Count(); w++)
   {
       dgv.Rows[w].Cells[n].Value = Network.Neurons[n].weights[w];
   }
}

当我运行该代码时 - 我得到的内容（所有权重都相同）：

当我看到它时 - 我试图调试并发现我的错误。但是，当我在神经元构造函数中放置断点时 - 我的网络根据需要进行初始化（权重不同）：

我尝试使用调试和发布配置 - 结果相同。

有人能解释一下这里发生了什么吗？

魔术吗

Answer 1

  

然而，当我在神经元构造函数中放置断点时 - 我的网络   按我想要的方式初始化（​​神经元是不同的）：

据推测，断点引入了足够的延迟，Random()以不同的数字播种。延迟可能是由于您暂停代码（显然）或甚至是条件断点的不匹配评估（这会略微降低执行速度）引起的。

最好有：

private static readonly Random _random = new Random();

在不创建新实例的情况下调用_random.Next()，例如：

public Neuron(int neuronIndex, int neuronInputs)
{
    for (int i = 0; i < neuronInputs; i++)
    {
        this.index = neuronIndex;
        this.weights.Add(_random.NextDouble());
    }
}

Random的无参数构造函数使用Environment.TickCount（因此引入延迟时的差异）。如果每次都必须创建一个新实例，也可以提供自己的种子。

此行为记录为here，具体为：

  

...因为时钟具有有限的分辨率，使用无参数   构造函数以紧密连续的方式创建不同的Random对象   创建随机数生成器，生成相同的序列   随机数。 [...]通过创建单个问题可以避免此问题   随机对象而不是多个对象。

或者，您可以使用System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider。

Answer 2

使用当前系统时间生成随机数。

在进行调试时，您可以在每一代之间进行一段时间。当你运行代码时，它运行得如此之快以至于种子是相同的，因此生成的randoms是相同的。

解决方案：声明一个类成员包含随机实例，并为每个新随机函数调用.Next()方法。

private static rnd = new Random();

删除此行：

Random rnd = new Random();

你完成了

Answer 3

创建Random类的静态实例。

因为在构造函数中，每次都会初始化Random，因此可能出现类似的数字！

private static readonly Random rnd = new Random();
public Neuron(int neuronIndex, int neuronInputs)
{
    private static readonly rnd = new Random();     

    for (int i = 0; i < neuronInputs; i++)
    {
        this.index = neuronIndex;
        this.weights.Add(rnd.NextDouble());
    }
}