使用 boost 在 C++-11 中封装的随机数生成器

Question

我正在尝试使用 boost 在 C++-11 中生成随机数。我看过一些关于这个的好帖子，我能够生成随机数，将我的所有代码放在主函数中，就像这个网页（http://www.sitmo.com/article/generating-random-numbers-in-c-with-boost/）中建议的那样。

但是，我无法封装可由不同函数调用的随机数生成器 (RNG)。我希望这个封装的 RNG 接收数字范围和随机种子作为参数。我尝试按照这篇文章 (Boost random number generator) 的建议来做。

我实现了下面的代码。但它在两个方面都失败了：随机种子的变化和值范围的定义。

#include <boost/random/variate_generator.hpp>
#include <boost/generator_iterator.hpp>
#include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
#include <boost/random/normal_distribution.hpp>

typedef boost::mt19937                     ENG;    // Mersenne Twister
typedef boost::normal_distribution<double> DIST;   // Normal Distribution
typedef boost::variate_generator<ENG,DIST> GEN;    // Variate generator

class RNG {

  private:
     ENG eng;
     DIST dist;

  public:
     GEN gen;
     RNG(double min,double max,int seed)
     : dist(min,max), gen(eng,dist)
     {eng.seed(seed); }
};

这是我的主要功能。

int main(int argc, char **argv){
    if(argc == 2){
        int myseed = atoi(argv[1]);
        double minimum = 1.;
        double maximum = 10.;
        int N = 20;

        RNG myrn(minimum,maximum,myseed);

        for (int i = 0; i < N; i++){
            std::cout << myrn.gen() << std::endl;
        }
            return 0;
    }
    exit(1);
}

此实现独立于我使用的种子生成相同的随机数序列。此外，随机数不在最小值和最大值之间的范围内。有谁知道如何解决这两个问题？

Answer 1

boost::variate_generator 按值获取其构造函数参数，因此当您在 mem-initializer 列表中传递一个默认构造的 mt19937 时，它会复制它。在构造函数的主体内播种引擎对该副本没有影响。要解决此问题，请将模板参数类型更改为引用。

typedef boost::variate_generator<ENG&,DIST> GEN;
//                                  ^

接下来，我认为你不需要normal_distribution，它的构造函数参数不是分布产生的值范围的最小值和最大值，而是分布的均值和标准差。

您可能正在寻找的发行版是uniform_real_distribution。

typedef boost::random::uniform_real_distribution<> DIST;

进行这些修复后，您的代码应该按照您的意愿运行。

Live demo

---

使用 C++11 编译器，您甚至不需要 Boost 来执行此操作，<random> 标头提供了您需要的所有组件。唯一显着的区别是缺少variate_generator 类，而是在您想要生成随机数时使用引擎作为参数调用分发对象。

#include <random>

typedef std::mt19937                     ENG;    // Mersenne Twister
typedef std::uniform_real_distribution<> DIST;   // Uniform Distribution

class RNG {

  private:
     ENG eng;
     DIST dist;

  public:
     DIST::result_type gen() { return dist(eng); }
     RNG(double min,double max,int seed)
     : dist(min,max)
     {eng.seed(seed); }
};

Live demo