为什么每次使用 std::uniform_int_distribution 时 <random> 库都会产生相同的结果

Question

注意事项：

1. 我的编译器是 g++ 5.1.0-2 和 c++14 语言标准
2. 我的 IDE 是 Code::Blocks（我也在 Dev-C++ 上尝试过代码）
3. 我测试代码的在线 IDE 是 http://cpp.sh/ (C++ shell) 和 https://www.codechef.com/ide (CodeChef.com 的 IDE) 都运行 c++14
4. 使用在线 IDE 时代码运行正常，这让我更加困惑。

代码如下：

#include <iostream>
#include <random>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <chrono>

int main() {
    srand(time(0));
    long long seed = rand();
    std::default_random_engine rand_num(seed);
    std::uniform_int_distribution<long long> range(0, 10);
    long long a = range(rand_num);
    long long b = rand_num();
    std::cout<<seed<<"\n"; // the seed is different every time (tested)
    std::cout<<a<<"\n";
    std::cout<<b<<"\n";
    system("pause");
    return 0;
}

在我自己的计算机上运行代码时，带有 std::uniform_int_distribution (a) 的那个不是随机的，但可以正常工作并在在线 IDE 上创建一个随机数。

没有 std::uniform_int_distribution (b) 的那个在在线 IDE 和我自己的电脑上都可以正常工作。

有什么问题？我该如何解决？

更新：代码在 mt19937 引擎（std::mt19937 和 std::mt19937_64）上运行正常

Answer 1

这似乎是 Windows 上 g++ 实现的一个已知问题。查看已接受的类似问题的答案：Why do I get the same sequence for every run with std::random_device with mingw gcc4.8.1?

为避免该问题，您可以使用<chrono> 设施来播种随机数生成器：

#include <iostream>
#include <random>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <chrono>

int main() {
    srand(time(0));
    long long seed = rand();

    std::default_random_engine rand_num{static_cast<long unsigned int>(std::chrono::high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count())};
    //                                  ^ ^ ^ ^ ^ ^^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^
    std::uniform_int_distribution<long long> range{1,10};

    long long a = range(rand_num);
    long long b = rand_num();
    std::cout<<seed<<"\n"; // the seed is different every time (tested)
    std::cout<<a<<"\n";
    std::cout<<b<<"\n";
    system("pause");
    return 0;
}

这在每次运行时都给了我不同的结果（在 Windows 上使用 g++）。

Answer 2

您的代码在 Visual C++ 中运行良好，但在 g++ 5.2.0 中对我来说却失败了。在我看来，它就像 gcc 标准库中的一个错误。

还有更多的证据表明使用default_random_engine 通常只是一个坏主意，并且使用time(0) 作为种子也非常糟糕（尽管快速检查表明将其更改为使用random_device 作为种子仍然会产生损坏的结果）。