C++ 纸牌洗牌函数

Question

我正在尝试使用 C++ 构建扑克游戏。洗牌功能给我带来了一些问题。每次我运行初始化牌组的程序，洗牌，然后打印牌组时，我都会得到相同的输出：

Shuffling the cards and dealing...
Printing deck...
KD
6S
7D
QD
5C
JH
9S
6D
7H
JD
QH
3C
7S
3H
TC
5D
5S
3D
AD
7C
4H
6H
JC
TS
4D
JS
QC
AH
9C
2D
5H
8C
TD
4S
2S
KS
2C
8D
KC
2H
9H
6C
KH
3S
QS
8S
8H
4C
AS
AC
9D
TH

使用 Deck 和 Card 类，我的相关函数定义如下：

Deck::Deck(){
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        for (int j = 0; j < 13; j++) {
            cards[i * 13 + j].suit = i;
            cards[i * 13 + j].rank = j;
        }
    }
    Card::suits[0] = "D";
    Card::suits[1] = "S";
    Card::suits[2] = "H";
    Card::suits[3] = "C";
    Card::ranks[0] = "2";
    Card::ranks[1] = "3";
    Card::ranks[2] = "4";
    Card::ranks[3] = "5";
    Card::ranks[4] = "6";
    Card::ranks[5] = "7";
    Card::ranks[6] = "8";
    Card::ranks[7] = "9";
    Card::ranks[8] = "T";
    Card::ranks[9] = "J";
    Card::ranks[10] = "Q";
    Card::ranks[11] = "K";
    Card::ranks[12] = "A";
}

void Deck::print(){
    cout << "Printing deck..." << std::endl;
    for (int i = 0; i < 52; i++) {
        cout << Card::ranks[cards[i].rank] << Card::suits[cards[i].suit] << endl;
    }
    cout << endl;
}

void Deck::shuffle(){
    top = 51;
    int x;
    Card tempCard;
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        for (int j = 0; j < 13; j++) {
            cards[i * 13 + j].suit = i;
            cards[i * 13 + j].rank = j;
        }
    }
    cout << "Shuffling the cards and dealing..." << endl;
    for (int i = 0; i < 52; i++) {
        x = rand() % 52;
        tempCard = cards[i];
        cards[i] = cards[x];
        cards[x] = tempCard;
    }
}

我做错了什么吗？为什么当它应该是随机的时我总是得到相同的结果？谢谢。

Answer 1

假设你可以使用 C++11 的特性，你可以使用这个（取自https://stackoverflow.com/a/19728404/341065）：

#include <random>

std::random_device rd;     // only used once to initialise engine
std::mt19937 rng(rd);      // random-number engine used
std::uniform_int_distribution<int> uni(min,max); // guaranteed unbiased

auto random_integer = uni(rng);

Answer 2

您的代码在随机性方面存在几个问题：

• 您不会使用 srand 为随机数生成器播种，因此您的随机数生成器将始终从默认种子值开始。一种常见的做法是使用srand(time(NULL)) 为其播种当前时间。请注意程序中的you should seed the randomizer only once。

• 您使用x = rand() % 52;。这很糟糕，因为：

  1. 典型的rand() 实现是notorious for not being very random in their low-order bits。

  2. 来自rand() (RAND_MAX+1) 的潜在结果的数量不可能被 52 整除。要理解为什么这是一个问题，想象一个极端情况，rand() 完全一致，可以返回{ 0, 1, 2 } 中只有一个，并且您执行rand() % 2。应该清楚的是，这更可能产生 0 而不是 1。您可以使用循环来解决此问题，as described in an SO answer by R..。

• 对于每张卡片，您总是随机将其与 52 张卡片中的一张进行交换。 This naive shuffling algorithm is close to being correct but is subtly wrong，这会导致偏见。相反，您应该使用Fisher-Yates shuffling algorithm。由于您使用的是 C++，因此您可以使用 std::random_shuffle/std::shuffle。

Answer 3

您需要为随机数生成器播种。在程序开始时专门调用一次srand()。一种常见的方法是：

srand(time(NULL));

Answer 4

rand() 方法，如果未初始化，则始终返回相同的“随机”数字。您必须使用函数 srand() 初始化数字生成的起点。 此函数采用允许生成不同数字的参数。 放这一行

srand(time(0));

在 rand 函数之前，你总是会有不同的数字。 （time(0) 是系统时间。您可以在此处输入一个数字，例如 100，但您将始终拥有相同的数字。使用 time(0)，数字每次都会改变）。