我可以期望使用 System.Random 的结果在所有系统上都可以重现吗？答案

【问题标题】：Can I expect results using System.Random to be reproducible on all systems?我可以期望使用 System.Random 的结果在所有系统上都可以重现吗？
【发布时间】：2013-12-11 07:23:48
【问题描述】：

如果给定相同的种子，Haskell 的 System.Random 会给我所有系统、处理器架构和 Haskell 版本的相同结果吗？有没有一个承诺，这将在未来成立？

更具体地说，我可以期望它总是（过去和未来）返回相同的列表吗？

import System.Random
rs = randomRs (1, 2^31-1) (mkStdGen 1)

【问题讨论】：

我很确定在任何地方都没有制定过这样的承诺，也没有充分的理由。如果你想要一个可复制的链，为什么不直接推出你自己的 PRNG？如果您基本上将它用作固定的无限列表，那么拥有这个本地似乎是明智的。您甚至可以将其设为RandomGen 的实例，因此它可以以与System.Random 工具完全相同的方式使用。
@leftaroundabout 我可以想到很多好的理由来保证一致的随机流；这里的讨论也是相关的：blog.ezyang.com/2011/05/haskell-not-pure-enough
除非文档说有，否则可能没有。特别是对于非常大的数字或小数字（或具有很高精度的实数），不同的系统会以不同的方式舍入。这可能是可能的，但必须格外小心地进行编程，并且可能会使用专门为不丢失数据而设计的数字类型。不过，我不是科学计算或随机数生成器方面的专家。
@jberryman 当然有很多应用程序需要一致的随机流，但它们都在某种程度上与随机性的概念相矛盾。因此，将这种一致性作为默认保证是不合理的；事实上，我认为如果代码在没有明确说明的情况下做出如此容易破坏的假设（例如，如果您更改 split 操作的顺序）是有害的。
谢谢@leftaroundabout！您想发布您的 cmets 作为答案以便我批准吗？

标签： haskell random

【解决方案1】：

伪随机数生成器的“种子”值是确定性的。这就是为什么mkStdGen 是一个纯函数的原因。如果您真的很担心，是的，最好不要依赖不属于库规范的不变量。实际上，我希望表明，在这种情况下，伪随机性与它无关——问题归结为没有特定机器类型的纯 Haskell 是否在不同平台上评估相同。

StdGen当前用 Int32s 实现。当然，可以从这些固定大小的整数中采样其他类型的数据，但随机数生成器本身仅使用与机器无关的数据类型。根据Integer 类源，舍入也不留给机器（C 整数类型也是如此）。与 flonum 不同，使用 fixnums 时，打破标准带来的性能优势不那么引人注目，而且程序正确性风险更大。

特别是从 StdGen 退后一步，强大的密码学需要一个强大的伪随机性标准——非故意的特定于架构的行为可能是一个主要的安全整体，而有意的特定于架构的行为基本上相当于编写、维护、并证明正确的多个生成器。如果额外的努力是值得的，那么它可能也值得宣传/记录。

最后，Hackage 上有许多伪随机数生成器（System.Random 不应该是最快或最安全的 AFIAK），如果针对加密用途的一个没有提供您想要的不变量，我会感到惊讶。

【讨论】：

如果世界上存在多个安全 PRNG，则特定于系统的 PRNG 不是安全漏洞。