MEX C 中的伪随机数生成

Question

根据定义，函数srand(seed) 为rand() 使用的随机数生成器提供种子。如果不调用，则根据the documentation，默认种子为1。考虑以下 MEX 代码test.c：

#include "mex.h"
#include <stdlib.h>

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
                 int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    srand(1);
    mexPrintf("%lf\n",(double)rand()/(double)RAND_MAX);
}

从 Matlab 调用时总是返回相同的随机数：

>> mex test.c
>> test
0.001251
>> test
0.001251
>> test
0.001251

考虑以下代码test2.c，其中srand()在随机数生成之前没有被调用：

#include "mex.h"
#include <stdlib.h>

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[],
                 int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    mexPrintf("%lf\n",(double)rand()/(double)RAND_MAX);
}

此代码在第一次调用时返回相同的随机数，但每次后续调用返回不同的数字：

>> mex test2.c
>> test2
0.001251
>> test2
0.563585
>> test2
0.193304

鉴于srand() 的默认行为，我不明白为什么省略srand(1) 会在每次调用时产生不同的随机数。事实上，在 Matlab 之外编译和运行test2.c（使用printf 代替mexPrintf、int main() 代替void mexFunction(...) 等）总是返回相同的随机数，正如预期的那样。

为什么 MEX 会这样？

Answer 1

MEX 文件是在执行时由 MATLAB 动态加载的共享库（具有特殊的入口函数 mexFunction）。除非您清除它们，否则它们会一直加载在内存中。

示例：

最初没有加载 MEX 文件（从另一个工具箱中忽略这个另一个 MEX 文件）：

>> [~,X] = inmem('-completenames')
X = 
    'C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\slvnv\reqmgt\reqmgt.mexw64'

现在我们调用 MEX 函数：

>> test2
0.001251
>> test2
0.563585
>> [~,X] = inmem('-completenames')
X = 
    'C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\slvnv\reqmgt\reqmgt.mexw64'
    'C:\Users\Amro\Desktop\test2.mexw64'    % <-- our MEX-file

接下来我们从内存中显式卸载 MEX 函数（clear all 也可以）：

>> clear test2
>> [~,X] = inmem('-completenames')
X = 
    'C:\Program Files\MATLAB\R2014a\toolbox\slvnv\reqmgt\reqmgt.mexw64'

当我们现在调用 MEX 函数时，它再次被加载和初始化（再现相同的随机数序列，因为生成器被重置为相同的默认状态）：

>> test2
0.001251