Question

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的数字，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？

Answer 1

首先关闭：Do not use rand。 There are enough better alternatives。

即使2011版的C标准¹也在脚注295中说明：

无法保证所产生的随机序列的质量和一些实现已知产生具有令人沮丧的非随机低阶位的序列。应用程序特殊要求应使用已知足以满足其需求的发电机。

如果没有说服你，请让我加一些重点：

无保证 关于生成的随机序列的质量和一些实现已知会产生具有 令人沮丧的非随机 低阶位的序列。应用程序 ~~with 特殊要求~~应该使用已知足够的发电机[阅读：不是这一个]来满足他们的需求。

但是，如果您决定出于任何原因使用它， C99 7.20.2.2和C11 7.22.2.2都定义srand功能如下：

（2）srand函数使用该参数作为新随机伪随机序列的种子   后续调用rand返回的数字。如果srand随后被调用   在相同的种子值下，应重复伪随机数的序列。如果兰特是   在对srand进行任何调用之前调用，应生成相同的序列   当第一次使用种子值1调用srand时。

（3）[...]实现应该表现得好像没有库函数调用srand函数。

这意味着²您的标准库被破坏，您正在调用未定义的行为（例如写入您不应该写入的内存）或者确实具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，从多个线程调用rand / srand本质上是不安全的³，而不仅仅是执行顺序。

由于rand随机数生成工具只有一个中心状态，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的无辜调用中（标准库除外））。

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，不同的标准库）可以并且将产生不同的随机数。

最后，如果可能的话，让我再说一次should not use rand。

如果对您现在应该做什么有任何疑问，请参阅以下完全符合标准的srand和rand实施：

#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> 的脚注：

<子> 1.如果您使用的是linux，那么手册页rand(3)同意：＆＃34;在旧的rand（）实现上，以及在不同系统上的当前实现，低位比随机更低的随机位订单位。当需要良好的随机性时，请勿在可移植的应用程序中使用此功能。＆＃34;

<子> 2.结合C99 7.20.2.1/3或C11 7.22.2.1/3，保证实现的行为就像任何标准库函数永远不会调用srand和rand一样。

<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），如果知道线程和线程安全的概念，C99也会这样做。

Answer 2

不，因为随机数生成器被定义为给定固定种子的确定性。

你的＆＃34;很多东西，包括RN＆＃34;可能会根据时间重新排序事情？

编辑：＆＃34;重新排序＆＃34;：是否存在可能影响请求随机数的顺序的外部因素（时间，来自文件的数据，多个线程被安排等）？

编辑：你可以尝试使用像Boost的RNG这样的东西;我对boost::mt19937有很好的经验，而且你可以拥有发电机＆＃34;对象＆＃34;根除你使用的某个图书馆也可能通过rand得到随机数字，弄乱你的序列。

c ++ srand没有给出相同的随机数序列

2 个答案: