在 C++ 中获得均匀分布的随机整数的标准方法是什么？

Question

是否有一个函数可以在某个指定范围内均匀获得分布的伪随机整数？我可以使用rand 编写自己的函数，但这似乎很常见，STL 中可能有一些内容。

Answer 1

使用std::generate_n和boost生成一个或指定数量的整数域上均匀分布的随机变量：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <boost/random.hpp>

/*
 * 
 */
int main(int argc, char** argv) {
    boost::mt19937 rand_generator(std::time(NULL));
    boost::random::uniform_int_distribution<> int_distribution(0, 100);

    //Need to pass generator
    std::cout << int_distribution(rand_generator) << std::endl;

    //Associate generator with distribution
    boost::random::variate_generator<boost::mt19937&,
            boost::random::uniform_int_distribution<>
            > int_variate_generator(rand_generator, int_distribution);

    //No longer need to pass generator
    std::cout << int_variate_generator() << std::endl;
    std::generate_n( std::ostream_iterator<int>(std::cout, ","), 3, int_variate_generator);
    return 0;
}

Answer 2

要在 C++ 中生成伪随机数，一个很好的选择是使用 Mersenne twister 伪随机数生成器引擎：来自@987654325 的std::mt19937 @标头。

我们可以把这个引擎想象成一个黑盒，它会吐出高质量的随机位。

然后，这些随机位可以在某些整数输出中使用分布进行整形；特别是，为了获得均匀分布的伪随机数，可以使用 std::uniform_int_distribution。

请注意，引擎对象必须使用种子进行初始化。
std::random_device 可用于此目的。

所以，这个过程可以概括为三个逻辑步骤：

1. 创建std::random_device 的实例，以获取梅森捻线机引擎的非确定性种子。
2. 创建std::mt19937 的实例engine，以获得高质量的伪随机位。
3. 使用std::uniform_int_distribution 来塑造这些随机位在均匀分布的整数中。

可编译的 C++ 代码如下：

#include <iostream>     // for console output
#include <random>       // for pseudo-random number generators and distributions

int main()
{
    // Use random_device to generate a seed for Mersenne twister engine.
    std::random_device rd;    

    // Use Mersenne twister engine to generate pseudo-random numbers.
    std::mt19937 engine(rd());
    
    // "Filter" MT engine's output to generate pseudo-random integer values,
    // **uniformly distributed** on the closed interval [0, 99].  
    // (Note that the range is [inclusive, inclusive].)
    std::uniform_int_distribution<int> dist(0, 99);

    // Generate and print 10 pseudo-random integers
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
        std::cout << dist(engine) << ' ';
    }
    std::cout << std::endl;
}

---

有关在 C++ 中生成伪随机数的更多详细信息（包括为什么 rand() 不好好），请参阅 Stephan T. Lavavej 的此视频（来自Going Native 2013):

rand() Considered Harmful

Answer 3

Boost 提供了许多随机数生成工具。 对于均匀分布，你有这个：

http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/doc/html/boost/random/uniform_real_distribution.html

编辑： 已更新以包含新的 C++11 实现。对于整数的情况，这里有参考：

http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/uniform_int_distribution

一个简单的例子是：

#include <random>
#include <iostream>
int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(1, 6);
    for(int n=0; n<10; ++n)
        std::cout << dis(gen) << ' ';
    std::cout << '\n';
}