gfortran 如何将 random_seed 增加 2^128

Question

gfortran page on random_seed 表示当使用 OMP 线程时，每个线程将其种子增加 2^128。我想知道如何手动将种子增加 2^128。我写了一个小测试程序将主种子设置为0，然后看看种子是什么，但我不明白我看到的是什么。我想知道的是例如我在子程序increment_by_2_tothe_128中放入的内容@

program main
  implicit none

  character(len=32)    :: arg
  integer              :: n
  integer              :: i
  integer              :: nthreads
  integer, allocatable :: seed(:, :)
  integer, allocatable :: master_seed(:)
  real,    allocatable :: rn(:)

  call get_command_argument(1, arg)
  read(arg, *) nthreads

  call random_seed(size=n)
  allocate(seed(n, nthreads))
  allocate(master_seed(n))
  allocate(rn(nthreads))
  master_seed = 0
  seed = 0
  call random_seed(put=master_seed)

  ! call increment_by_2_tothe_128(n)

  call omp_set_num_threads(nthreads)

  !$OMP PARALLEL DO
  do i=1,nthreads
     call random_number(rn(i))
     call random_seed(get=seed(:,i))
  end do

  do i=1,nthreads
     print *, i
     print *, rn(i)
     print *, seed(:,i)
  end do

end program main


subroutine increment_by_2_tothe_128(n)
  implicit none
  integer, intent(in) :: n
  integer             :: current_seed(n)
  integer             :: increment_seed(n)
  call random_seed(get=current_seed)
  ! what goes here:
  ! incrememt_seed = current_seed + 2**128
  call random_seed(put=increment_seed)
end subroutine increment_by_2_tothe_128

Answer 1

您无法手动执行此操作。您需要访问随机数生成器才能做到这一点，但内部不会暴露给 Fortran 程序员。而且你显然不能调用生成器 2^128 次。

如果您需要进行移位，则需要使用一些伪随机数生成器，该生成器确实会暴露内部结构并且同时允许这种移位。例如，可以是 gfortran 内部使用的xoroshiro PRNG family。这些生成器针对这种转变具有专门的功能：

所有基于线性递归的生成器都提供跳转 使模拟任意数量的调用成为可能的函数 常数时间内的下一个状态函数，一次合适的跳跃多项式 已计算。我们为一个号码提供现成的跳转功能 调用次数等于周期的平方根，以使其更容易 为并行计算生成非重叠序列，以及 等于周期的第四根的立方，使其 可以在不同的并行上生成独立的序列 处理器。

这些生成器最常在 C 中实现，但 Fortran 实现 also exist（subroutine rng_jump 是跳转函数，免责声明：链接指向我的存储库，不保证质量）。