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Question

我最近偶然发现了一个C ++错误/功能，我无法完全理解，希望有更好的C ++知识的人能指出我正确的方向。

下面你会发现我尝试使用蒙特卡罗积分找出高斯曲线下的区域。食谱是：

生成大量正态分布的随机变量（平均值为零，标准差为1）。
对这些数字进行平方。
取所有方块的平均值。平均值将是对曲线下面积的非常接近的估计（在高斯的情况下，它是1.0）。

下面的代码包含两个简单的函数：rand_uni，它返回一个随机变量，均匀分布在0和1之间，rand_norm，它是一个（相当差，但是'足够好'政府工作'）近似正态分布的随机变量。

main遍历循环十亿次，每次调用rand_norm，将其与pow进行平方并添加到累加变量。在此循环之后，累计结果将除以运行次数并以Result=<SOME NUMBER>打印到终端。

问题在于下面代码的非常古怪的行为：当每个生成的随机变量打印到cout（是，十亿次）时，无论使用何种编译器，最终结果都是正确的（1.0015，这是非常接近，我想要的）。如果我不在每次循环迭代中打印随机变量，我会在inf下获得gcc，在clang下获得448314。

坦率地说，这只是令人难以置信，因为这是我第一次遇到C ++，我真的不知道问题可能是什么：它是pow的东西吗？ cout行为怪异吗？

任何提示都会非常感激！

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// Monte Carlo integration of the Gaussian curve

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <cmath>


using namespace std;


enum {
  no_of_runs = 1000000
};


// uniform random variable
double rand_uni() {
  return ((double) rand() / (RAND_MAX));
};


// approximation of a normaly distributed random variable
double rand_norm() {
  double result;
  for(int i=12; i > 0; --i) {
    result += rand_uni();
  }
  return result - 6;
};


int main(const int argc,
         const char** argv) {

  double result = 0;
  double x;

  for (long i=no_of_runs; i > 0; --i) {
    x = pow(rand_norm(), 2);
    #ifdef DO_THE_WEIRD_THING
    cout << x << endl;      // MAGIC?!
    #endif
    result += x;
  }

  // Prints the end result
  cout << "Result=" 
       << result / no_of_runs
       << endl << endl;

}

Makefile

CLANG=clang++
GCC=g++
OUT=normal_mc

default: *.cpp
    $(CLANG) -o $(OUT).clang.a *.cpp
    $(CLANG) -o $(OUT).clang.b -DDO_THE_WEIRD_THING *.cpp
    $(GCC) -o $(OUT).gcc.a *.cpp
    $(GCC) -o $(OUT).gcc.b -DDO_THE_WEIRD_THING *.cpp

Answer 1

result中的double rand_norm()在启动+ =随机值之前未初始化为0.

所有cout的使用和重置堆栈内存的某些部分，后来被rand_norm调用使用，当你执行cout时“修复”你的问题。

将第一行更改为double result = 0.0;以修复它。

double rand_norm() {
  double result = 0.0;
  for(int i=12; i > 0; --i) {
    result += rand_uni();
  }
  return result - 6;
};

另外，你应该为随机数生成器播种，你将总是得到完全相同的伪随机数序列，不加它，添加一个

srand(time(NULL));

在您第一次调用rand（）之前，或者查看一些更好的随机数生成器，例如Boost.Random

Answer 2

在你的rand_norm（）函数中，结果未初始化，那就是你的错误。为了防止在打印值时它为什么会起作用，因为单位化变量将具有它所具有的内存区域的值，在代码中它是堆栈，因此调用cout＆lt;＆lt;改变了你的堆栈值。以下是您的功能的固定版本：

double rand_norm() {
  double result = 0.0;
  for(int i=12; i > 0; --i) {
    result += rand_uni();
  }
  return result - 6;
};

输出导致蒙特卡罗积分的不同结果

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Makefile

2 个答案: