如何使用顺序种子值调用 PRNG？答案

【问题标题】：How to call PRNG using sequential seed values?如何使用顺序种子值调用 PRNG？
【发布时间】：2018-12-05 23:10:51
【问题描述】：

以下代码取自prng，用 Fortran 77 编写。

    double precision function usran(ir)
c
c   this subroutine generates random values between 0.0 and 1.0 using
c   an integer seed
c   it is based on the imsl routine ggubs.
c
c   double precision version
c
    implicit double precision (a-h,o-z)
    parameter(da=16807.d0,db=2147483647.d0,dc=2147483648.d0)
    ir=abs(mod(da*ir,db)+0.5d0)
    usran=dfloat(ir)/dc
    return
    end

在我看来ir 是种子输入，它是一个重新分配的整数，理想情况下它返回一个介于 0 和 1 之间的随机数，然后将其用作下一个种子值。但我不明白它是如何工作的？

我的意思是如果我有一个初始随机值作为我的seed，那么输入usran(seed)返回一个在(0,1)中的值，那么如何调用当前序列中的下一个值呢？

我想不出更具体的标题。

【问题讨论】：

我不太明白你的问题。你知道seed，通过参数ir也会被修改吗？也就是说，函数会对传递的内容产生影响，而不仅仅是产生结果。
我只是对返回值如何用作下一个种子值感到困惑？我可以看到它已被修改，举个简单的例子，如果我最初的seed = 12345，然后ir =abs(mod(12345*da,db)+0.5)，然后usran(seed) 返回ir/dc，我明白你的意思是我们现在有了一个新的 ir 值，但它是如何实现的贡献一个新的种子值，是否还需要评估usran(seed)才能获得下一个值？
换句话说，这是如何顺序的？如果它不是连续的，那么是什么使它成为 PRNG？
“顺序”是什么意思？您使用种子调用该函数并返回一个“随机数”和一个新种子。您传递这个新种子以获得下一个值和另一个新种子。也许您可以向我们展示您希望如何在主程序中使用生成器的上下文？如果不这样做，它会给我们一些“纠正”的东西。
@francescalus，我想我对如何将新种子 -ir 传递回usran() 感到困惑，因为这个功能子例程只返回 usran，它是 (0,1) 中的实数)。我想一种方法是在程序中调用 usran(seed) 之后计算 usran*dc 并将其用作新种子？

标签： random fortran

【解决方案1】：

我的意思是如果我有一个初始随机值作为我的seed，然后输入 usran(seed)返回(0,1)中的一个值，那么如何调用下一个值在当前序列中？

正如@francescalus 和@Vladmir F 评论的那样，这个函数有一个side-effect。来自维基百科：

在计算机科学中，函数或表达式被称为有边如果它修改了其范围之外的某些状态或具有与其调用函数或外部世界的可观察交互除了返回一个值。例如，一个特定的函数可能修改全局变量或静态变量，修改其中一个参数，引发异常，将数据写入显示或文件，读取来自键盘或文件的数据，或调用其他副作用职能。在存在副作用的情况下，程序的行为可能取决于历史；也就是说，评估的顺序很重要。理解和调试具有副作用的函数需要关于上下文及其可能历史的知识。一种没有副作用的函数或表达式被称为纯函数。

在您的函数的特定情况下，除了返回一个随机数之外，它还使用ir=abs(mod(da*ir,db)+0.5d0) 更改其参数的值。因此，每次使用相同的变量作为参数再次调用它时，ir 将传递不同的值，从而生成不同的随机数。

“Purity”过程在 Fortran 上下文中起着重要作用，因为副作用的可能性会阻止编译器进行一些代码优化。如果子程序唯一的副作用是修改特定参数，那么它仍然可以被认为是纯子程序。

但在某些情况下，由于程序的性质，副作用是无法避免的，有时甚至是需要的。收集随机数就是一个例子，还有做 I/O、停止代码或配置模块。

【讨论】：