Question

背景：我在代码中使用rand()，std::rand()，std::random_shuffle()和其他函数进行科学计算。为了能够重现我的结果，我总是明确指定随机种子，并通过srand()进行设置。直到最近，当我发现libxml2还会在第一次使用时懒散地调用srand() - 这是在我早期的srand()调用之后。

我填写了bug report to libxml2 about its srand() call，但我得到了答案：

首先初始化libxml2。这是一个完全合法的电话会议。你应该不要指望没有其他人打电话给srand()，并且手册页无处可寻说明应该避免多次使用srand()

这实际上是我现在的问题。如果一般政策是每个lib可以/应该/将会调用srand()，我可以/也可以在这里和那里调用它，我真的不知道它是如何有用的。或者rand()如何有用呢？

这就是为什么我认为，一般（不成文）策略是没有lib应该调用srand()并且应用程序应该在开始时只调用它一次。（不考虑多线程。我想在这种情况下，你应该使用不同的东西。）

我还尝试研究其他库实际调用的srand()，但我没有发现任何。有没有？

我目前的解决方法是这个丑陋的代码：

{
    // On the first call to xmlDictCreate,
    // libxml2 will initialize some internal randomize system,
    // which calls srand(time(NULL)).
    // So, do that first call here now, so that we can use our
    // own random seed.
    xmlDictPtr p = xmlDictCreate();
    xmlDictFree(p);
}

srand(my_own_seed);

可能唯一干净的解决方案是根本不使用它，只使用我自己的随机生成器（可能通过C++11 <random>）。但这不是真正的问题。 问题是，谁应该致电srand()，如果每个人都这样做，rand()如何有用？

Answer 1

请改用新的<random>标头。它允许多个引擎实例，使用不同的算法，更重要的是，为您提供独立的种子。

[编辑] 回答＆＃34;有用的＆＃34;部分，rand生成随机数字。这有什么好处。如果您需要细粒度控制（包括可重复性），您不仅应该拥有已知种子，还应该使用已知算法。 srand充其量只会为您提供固定的种子，因此无论如何都不是完整的解决方案。

Answer 2

嗯，显而易见的是其他人已经说过几次，使用新的C ++ 11生成器。不过，我会以不同的理由重述它你使用输出进行科学计算，而rand通常会实现一个相当差的生成器（同时，许多主流实现使用MT19937除了糟糕的状态恢复之外不是这样的不好，但你无法保证特定的算法，至少有一个主流编译器仍然使用非常差的LCG。）

不要用糟糕的发电机进行科学计算。如果你在你的手机上拍摄一些愚蠢的游戏小鸟，如果你的随机数字中有超平面这样的东西并不重要，那么科学模拟的重要时间就很重要了。不要使用坏的发电机。唐＆＃39;吨

重要提示：std::random_shuffle（包含两个参数的版本）实际上可能会调用rand，如果您正在使用该版本，这是一个需要注意的陷阱，即使您使用了<random>中的新C ++ 11生成器。

关于实际问题，调用srand两次（甚至更频繁）是没有问题的。原则上，您可以根据需要随时调用它，它所做的只是更改种子，以及随后的伪随机序列。我想知道为什么一个XML库根本不想调用它，但是他们在他们的响应中是正确的，他们这样做并不是非法的。但这也无关紧要确保唯一重要的是要么你不关心任何特定的伪随机序列（也就是说，任何序列都会这样做，你＆＃39;对再现一个确切的序列不感兴趣），或你是最后一个呼叫srand的人，它将覆盖任何先前的呼叫。

那就是说，实现你自己的发电机具有良好的统计特性和足够长的时间段，在3-5行代码中也不是那么难，只需要小心。除了速度之外，主要优点是您可以精确控制您的状态以及修改状态您不太可能需要比2 ¹²⁸更长的时段，因为实际消耗这么多数字的时间绝对是禁止的。在2 ¹²⁸期间，每个周期消耗一个一个的3GHz计算机将持续10 ²¹年，因此不太多平均寿命的人类问题。即使假设你运行模拟的超级计算机的速度要快一万亿倍，你的盛大孩子也不会活着看到这个时期的结束。
就像2 ¹⁹⁹³⁷这样的时期而言，这是现有的＆＃34;最先进的技术。发电机交付真的很荒谬，如果你问我，那就试图在错误的一端改进发电机（确保它们在统计上更加坚固并且从最坏的情况中迅速恢复时，它会更好 - 案件状态等）。但当然，意见可能会有所不同。

This site列出了几个带有实现的快速生成器。他们的xorshift发生器结合了一个加法或乘法步骤和一个小的（从2到64个机器字）滞后，这导致快速和高质量的发生器（还有一个测试套件，以及网站＆＃39;作者也写了几篇关于这个主题的论文。我自己修改其中一个（2字128位版本移植到64位，相应地修改了三元组）。

Answer 3

这个问题正在C ++ 11的随机数生成中解决，即你可以创建一个类的实例：

std::default_random_engine e1

允许您完全控制从对象e1生成的随机数（与libxml中使用的任何内容相对）。一般的经验法则是使用新构造，因为您可以独立生成随机数。

Very good documentation

为了解决您的顾虑 - 我还认为在像libxml这样的库中调用srand()是不好的做法。但是，更多的是srand()和rand()并不是设计用于您尝试使用它们的上下文 - 当您需要一些随机数时它们就足够了，就像libxml那样。但是，当您需要可重复性并确保自己独立于其他人时，新的<random>标题是您的最佳选择。所以，总而言之，我认为这不是图书馆方面的好习惯，但很难责怪他们这样做。此外，我无法想象他们会改变这种情况，因为其他十亿个软件可能依赖它。

Answer 4

这里真正的答案是，如果您想确保您的随机数序列不被其他人的代码更改，您需要一个对您的工作而言属于私密的随机数字上下文。请注意，调用srand只是其中的一小部分。例如，如果在其他调用rand的库中调用某个函数，它也会破坏您的随机数序列。

换句话说，如果您希望基于随机数生成从代码中获得可预测的行为，则需要将其与使用随机数的任何其他代码完全分开。

其他人建议使用C ++ 11随机数生成，这是一种解决方案。

在Linux和其他兼容的库上，您还可以使用rand_r，它将指向unsigned int的指针指向用于该序列的种子。因此，如果您初始化seed变量，然后将其用于对rand_r的所有调用，则会为您的代码生成唯一的序列。这当然仍然是旧的rand生成器，只是一个单独的种子。我的意思是，你可以很容易地做到这样的事情：

int myrand()
{
   static unsigned int myseed = ... some initialization of your choice ...;
   return rand_r(&myseed);
}

并且只需拨打myrand而不是std::rand（并且应该可以使用随机生成器参数的std::random_shuffle）

`rand（）`的用处 - 或谁应该调用`srand（）`？

4 个答案: