如何在函数中运行 Mersenne Twister？

Question

我有一小段代码运行 Mersenne Twister PRNG，它运行良好：

std::random_device randDev;
std::mt19937 twister(randDev());
std::uniform_int_distribution<int> dist(0,99);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    std::cout << dist(twister) << std::endl;
}

它输出十个随机数。但是，如果我将完全相同的代码放入函数中：

#include <random>

int getRand(const int& A, const int& B) {
    std::random_device randDev;
    std::mt19937 twister(randDev());
    std::uniform_int_distribution<int> dist(A,B);

    return dist(twister);
}

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << getRand(0,99) << std::endl;
    }

    return 0;
}

它输出相同的数字十次。我刚开始使用 C++，所以我不知道是什么原因造成的，也不知道如何解决这个问题。

编辑： 问题出在 std::random_device 上。它可能是 Eclipse C++ IDE（Luna 版本）或 MinGW 4.8.1 中的错误，但无论出于何种原因，随机数总是相同的。我相信 time(0) 将是适合我使用的种子。

编辑 2： 考虑到 T.C. 的建议以及 time(0) 仍然导致十个相同数字的事实，这是迄今为止的最终代码。我知道 rand() 不好，但它有效。

#include <iostream>
#include <random>

std::mt19937 twister(rand());

int getRand(const int& A, const int& B) {
    std::uniform_int_distribution<int> dist(A,B);

    return dist(twister);
}

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << getRand(0,99) << std::endl;
    }

    return 0;
}

Answer 1

问题在于，每次调用函数时，您都会创建一个全新的种子、随机数生成器和分布。这不是使用这些类的正确方法。

使用随机数生成器的正确方法是创建一次，然后根据整个程序的需要（或至少在相当长的时间内）多次使用它。以单个函数的形式：

#include <random>
#include <iostream>

int getRand(const int& A, const int& B) {
    static std::random_device randDev;
    static std::mt19937 twister(randDev());
    static std::uniform_int_distribution<int> dist;

    dist.param(std::uniform_int_distribution<int>::param_type(A, B));
    return dist(twister);
}

int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        std::cout << getRand(0, 99) << std::endl;
    }

    return 0;
}

静态变量在第一次调用函数时被初始化，并在所有后续调用中重复使用。

Answer 2

您使用什么编译器和操作系统？ Visual Studio 2012（不确定 2013 年）没有 std::random_device 的真正实现，这意味着它每次都用相同的值初始化 - 所以在这种情况下，你每次都会用相同的种子初始化 mersenne twister，因此结果相同。

顺便说一句，似乎有人问了同样的问题：

Why do I get the same sequence for every run with std::random_device with mingw gcc4.8.1?

显然，Windows 上的 GCC4.8 也将 std::random_device 实现为伪随机。