Question

我只是想知道在程序开始时只能将随机数生成器播种一次是否足够。我编写使用随机数的函数。我从不在函数中播放rand（）生成器，而是在主条目上调用srand（）。例如。我的程序可能看起来像：

void func1()
{
    std::cout << "This is func1 " << std::rand() << std::endl;
}

void func2()
{
    std::cout << "This is func2 " << std::rand() << std::endl;
}

int main()
{
    std::srand(std::time(NULL));
    func1();
    func2();
    return 0;
}

通过这样做，我可以轻松地从主条目关闭播种。它在调试程序时很有用 - 每次运行程序时结果都保持不变，没有播种。有时，如果由于某个随机数而出现问题，如果要生成一组不同的随机数，它可能会消失，所以我更喜欢这种简单的机制来关闭播种。

但是，我注意到在C ++ 11的新随机效用集中，随机数生成器必须在使用之前进行实例化。（例如default_random_engine）。每次发电机必须单独播种。我想知道是否真的鼓励在需要新发电机时重新启动发电机。我知道我可以像以前一样创建一个全局随机生成器并只播种一次，但我真的不喜欢使用全局变量的想法。否则，如果我创建一个本地随机数生成器，我就会失去全局关闭种子以进行调试或其他任何目的的能力。

我很高兴能够学习C ++ 11中的新功能，但有时它会让人感到非常困惑。如果我对新的随机发生器有任何问题，有人能告诉我吗？或者什么可能是C ++ 11中的最佳实践？

Answer 1

这肯定取决于您正在开发的系统的总体目标，但一般情况下，您只需要在初始化该系统时为任何需要随机数生成器（RNG）的系统播种。

在游戏开发中，每个系统（AI，程序内容生成器，粒子等）都有一个单独的RNG来隔离该系统以进行调试和维护。

如果存储种子，您还可以使用非常少的数据重放逻辑（仅需要来自每个帧的增量输入）。这不仅可以让您更轻松地调试应用程序，还可以支持为用户提供录制和重放功能。显然，如果您正在创建重播模式，则需要在每次重播会话之前为每个系统提供系统记录的种子。

还有其他系统，如密码学，您可能需要定期建立新种子。您可能希望随着时间的推移使种子过期，或者需要在与客户端应用程序的每次握手时生成新的种子。但是，您可能希望使用加密库，因为它们可能会比您自己创建的更强大。

Answer 2

具有随机数生成器（RNG）需要实例化的原因之一是它可以将其状态保持在内部，这样在多线程应用程序中，当多个线程使用相同的线程时，您不会引入非确定性RNG具有流程全局状态。假设您有两个线程，每个线程处理一个问题的独立部分 - 如果状态（种子）是RNG实例的私有，那么当您使用已知值为每个线程的RNG设定种子时，您可以具有确定性。另一方面，如果RNG将状态保持在全局变量中，则每个线程观察到的随机数序列取决于它们对RNG的调用的中断 - 您现在已经引入了非确定性。

用于在多线程应用程序中分配工作的一种编程模式是thread pool。如果为要执行的池中的工作线程排队的工作项需要RNG，并且您希望执行从运行到运行具有确定性，那么您希望每个线程在从中拉出新工作项后重新设置RNG的种子。队列

这可以作为工作项初始化的一部分来完成
种子可能涉及作业的hash function个参数
如果你小心这是如何编码的，你可以有伪随机性和决定论无论工作线程的数量或者他们把工作从队列中拉出来的顺序。

以下是处理此问题的问题：Deterministic random number generator tied to instance (thread independent)

在单线程应用程序中，没有必要重新种子RNG，事实上它是不受欢迎的，因为通过这样做，你可以在它开始重复之前缩短它的周期。例外情况是@MatthewSanders指出的，密码学 - 在这种情况下，你需要最大熵（最小确定性），因为随机数被用作私钥。

我应该多久用C ++重新编程？

2 个答案: