Question

我在很多地方使用C ++随机数实用程序库。它可能不太舒服（例如，没有任意分布的基类），但是 - 我已经学会了忍受它。

现在我碰巧需要从枚举类型中统一采样值。我知道，已经有关于SO的问题了：

generating random enums

然而，那个：

假设所有枚举值都是连续的，即它不适用于
```
enum Color { Red = 1, Green = 2, Blue = 4 }
```
我们希望以1/3的概率对这三个值中的每一个进行采样。
不提供std::uniform_distribution<>的功能，即它不适用于您传递它的随机引擎等等。

显然我不能使用std::uniform_int_distribution<Color>，如果只是出于上述原因1。我该怎么做呢？

注意：

代码必须是通用的，即枚举类型将是模板参数。
因为我可能需要一些仪器而不仅仅是粗糙的枚举，你可能会认为我拥有它;只是明确陈述你的假设。
具体而言，如果它有所帮助，假设我使用Better Enums，让我完全装满了所有的花里胡哨。
如果某种惯用方式不做任何这样的仪器，那将会得到一个很好的答案，但我对此表示怀疑。
只接受C ++ 11/14解决方案。
具有相同值的多个枚举标识符不会使频率加倍，它们只是彼此的别名。如果您有一个简单的解决方案，假设这些不存在，那么这也是相关的，尽管不是最理想的。

Answer 1

使用Better Enums，可以通过以下方式解决此问题：

template<typename T>
typename T get_uniform_value(std::default_random_engine& eng)
{
    std::uniform_int_distribution<int> dist(0, T::_size() - 1);
    return T::_values()[dist(eng)];
}

用法示例：

BETTER_ENUM(Channel, int, Red, Green = 2, Blue) // Enum to generate random values of
...
std::default_random_engine rng(std::random_device{}());
Channel r = get_uniform_value<Channel>(rng); // Uniformly distributed between 0, 2 and 3

Answer 2

这是分布的三种实现，按递增复杂度的顺序排列：

首先，如果我们可以依赖于值不同或者重复值超重，我们就可以将_values()容器编入索引：

template<class Enum>
struct SimpleEnumDistribution
{
    std::uniform_int_distribution<typename Enum::_integral> dist{0, Enum::_size() - 1};
    template<class Generator> Enum operator()(Generator& g) { return Enum::_values()[dist(g)]; }
};

否则，我们可以使用拒绝采样，预先计算枚举值范围的最小值和最大值：

template<class Enum>
struct UniformEnumDistribution
{
    std::uniform_int_distribution<typename Enum::_integral> dist{
        *std::min_element(Enum::_values().begin(), Enum::_values().end()),
        *std::max_element(Enum::_values().begin(), Enum::_values().end())};
    template<class Generator> Enum operator()(Generator& g)
    {
        for (;;)
            if (auto value = Enum::_from_integral_nothrow(dist(g)))
                return *value;
    }
};

如果这样效率低（可能枚举值很稀疏），我们可以在初始化时计算查找表：

template<class Enum>
struct FastUniformEnumDistribution
{
    std::uniform_int_distribution<std::size_t> dist;
    std::array<typename Enum::_integral, Enum::_size()> values;
    FastUniformEnumDistribution()
    {
        std::copy(Enum::_values().begin(), Enum::_values().end(), values.data());
        std::sort(values.begin(), values.end());
        dist.param(std::uniform_int_distribution<std::size_t>::param_type{0u, static_cast<std::size_t>(
            std::distance(values.begin(), std::unique(values.begin(), values.end())) - 1)});
    }
    template<class Generator> Enum operator()(Generator& g)
    {
        return Enum::_from_integral_unchecked(values[dist(g)]);
    }
};

Example

Answer 3

在the question you linked to中，假设您希望在枚举器值上进行统一分布。

然而，＆＃34;在枚举类型上均匀分布＆＃34;也可能意味着，在枚举的范围上均匀分布，这通常意味着实现选择的基础类型的所有可能值。

还有其他基本问题：

在您展示的情况下

enum Color { Red = 1, Green = 2, Blue = 4 }

据推测，你想要的均匀分布是从0到7（每个枚举器可以使用位掩码进行OR＆＃39; d。）

假设枚举是：

enum Color { Red = 1, Green = 2, Blue = 3 }

然后大概你只需要分发1,2,3。

我认为您无法期望编译器或任何模板代码能够理解您的意图 - 任何＆＃34; enum - ＆gt;均匀分布＆＃34;代码需要提示，以便它知道哪些枚举器应该与其他枚举器组合，哪些只是选项。

简而言之，我认为你应该完全按照你所关联的问题做什么，并在int或其他任何内容上生成适当的分布，然后static_cast将其添加到枚举。并且不要尝试使用一些模板解决方案，试图为每个可能的枚举阅读你的想法。

表示在任意枚举类型范围内的均匀分布

3 个答案: