Question

我正在Fortran 90/95的蒙特卡罗模拟中编写一个检查点函数，我正在使用的编译器是ifort 18.0.2，然后再详细说明伪随机生成器的版本我是使用：

A C-program for MT19937, with initialization, improved 2002/1/26.
Coded by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto.

Code converted to Fortran 95 by Josi Rui Faustino de Sousa
Date: 2002-02-01

有关源代码，请参阅mt19937。

我的蒙特卡罗模拟代码的一般结构如下：

program montecarlo
 call read_iseed(...)
 call mc_subroutine(...)
end

在read_iseed

内

subroutine read_iseed(...)
  use mt19937

    if (Restart == 'n') then

    call system('od -vAn -N4 -td4 < /dev/urandom > '//trim(IN_ISEED)
    open(unit=7,file=trim(IN_ISEED),status='old')
    read(7,*) i
    close(7)

    !This is only used to initialise the PRNG sequence
    iseed = abs(i)
    else if (Restart == 'y') then

    !Taking seed value from the latest iteration of previous simulation
    iseed = RestartSeed

    endif

    call init_genrand(iseed)
    print *, 'first pseudo-random value ',genrand_real3(), 'iseed ',iseed

    return
end subroutine

根据我的理解，如果种子值保持不变，PRNG应该能够每次都重现伪随机序列吗？

为了证明这种情况，我使用相同的种子值运行了两次单独的模拟，它们能够重现精确的序列。到目前为止一切都很好！

根据之前的测试，我进一步假设无论在{/ 1>} 一个单独的模拟中init_genrand()被称为的次数，PRNG也应该能够重现伪 - 随机值序列？所以我对我的read_iseed()子程序进行了一些修改

subroutine read_iseed(...) use mt19937 if (Restart == 'n') then call system('od -vAn -N4 -td4 < /dev/urandom > '//trim(IN_ISEED) open(unit=7,file=trim(IN_ISEED),status='old') read(7,*) i close(7) !This is only used to initialise the PRNG sequence iseed = abs(i) else if (Restart == 'y') then !Taking seed value from the latest iteration of the previous simulation iseed = RestartSeed endif call init_genrand(iseed) print *, 'first time initialisation ',genrand_real3(), 'iseed ',iseed call init_genrand(iseed) print *, 'second time initialisation ',genrand_real3(), 'iseed ',iseed return end subroutine

输出令人惊讶的不是我认为的情况，在两次初始化之间，所有iseed输出都是相同的，但genrand_real3()输出不相同。

由于这种意想不到的结果，我努力在系统的任意状态下恢复模拟，因为模拟没有重现我正在模拟的系统的最新配置状态。

我不确定我是否提供了足够的信息，如果这个问题的任何部分需要更具体，请告诉我？

Answer 1

从您提供的源代码（参见[mt19937] {http://web.mst.edu/~vojtat/class_5403/mt19937/mt19937ar.f90}获取源代码。），init_genrand 无法清除整个状态。

有3个关键状态变量：

integer( kind = wi )  :: mt(n)            ! the array for the state vector
logical( kind = wi )  :: mtinit = .false._wi   ! means mt[N] is not initialized
integer( kind = wi )  :: mti = n + 1_wi   ! mti==N+1 means mt[N] is not initialized

第一个是状态向量＆＃34;的＃34;数组，第二个是确保我们不用未初始化数组开始的标志，第三个是一个位置标记，就像我根据评论中陈述的条件猜测。

查看subroutine init_genrand( s )，它会设置mtinit标记，并将mt()数组从1填充到n。好的。

根据genrand_real3查看genrand_int32。

查看genrand_int32，它以

启动

if ( mti > n ) then ! generate N words at one time
  ! if init_genrand() has not been called, a default initial seed is used
  if ( .not. mtinit ) call init_genrand( seed_d )

并运用它的算术魔法，然后开始得到结果：

y = mt(mti)
mti = mti + 1_wi

所以.. mti是＆＃39;状态数组＆＃39;中的位置索引，并且在从生成器读取的每个整数后递增1。

回到init_genrand - 还记得吗？它已重置数组mt()，但尚未将MTI 重置为其开始mti = n + 1_wi。

我敢打赌这是你所观察到的现象的原因，因为在使用相同的种子重新初始化之后，数组将被填充相同的值集，但是后来int32生成器将从不同的起点。我怀疑它是有意的，所以它可能是一个容易被忽视的小虫子。

MT19937不会通过保持种子值为常数

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