快速随机正态分布生成器 [关闭]答案

【问题标题】：Fast random normal distribution generator [closed]快速随机正态分布生成器 [关闭]
【发布时间】：2014-07-26 13:48:51
【问题描述】：

我目前正在扩展一个严重依赖随机正态分布数的模拟模型。目前它使用std::normal_distribution，但它太慢了。

有没有办法实现快速随机正态分布？只要遵循正态分布，这些值就不必是唯一的。

【问题讨论】：

您很可能不会显着超越您的标准库供应商。唯一性与正态分布相矛盾。
std::normal_distribution 是一个发行版，而不是一个生成器。您将哪个生成器和哪个编译标志用于哪个代码？当然，如果数字的质量不是那么重要，您可以回退到非常简单的算法，例如使用r=++i%6。
@BaummitAugen 你说得对，唯一性与正态分布相矛盾。当我说这句话时，我的意思是，0.5556 或 0.5559 对我来说并不重要，如果它有助于计算，我可以承受失去一些精度。
@phresnel 我使用 mt19937 (mersenne twister) 作为生成器，使用 -O3 -std=c++11 作为编译标志。回退到另一个生成器并不是一个真正的选择，我从其他人那里继承了模型，我不想开始使用模型参数。
我想到的一个可能的解决方案是预先计算 10,000 个点并将它们存储在一个查找表中。然后在必要时从查找表中随机选择。

【解决方案1】：

Ziggurat generator by Marsaglia and Tsang (JSS, 2000) 被认为在统计上既可靠又快速。但是，您确实想要修改后的 Ziggurat 普通生成器，它根据 Leong et al (JSS, 2005) 的评论使用更好的底层统一生成器。

我有原始论文以及一些评论论文in this GitHub directory，这是 R 的 Ziggurat C++ 实现的一部分。

【讨论】：

查看有关问题的 cmets。他实际上是在寻找一种解决方法，并且不想碰 RNG ...
好吧，OP 的最后一条评论说“不同的生成器，相同的分布”，这就是我的回答。
以防万一我在这里放了 Leong 修复的源代码链接 - people.sc.fsu.edu/~jburkardt/c_src/ziggurat/ziggurat.html
该代码是我上面已经链接的 R 包的 repo 的一部分：github.com/eddelbuettel/rcppziggurat

【解决方案2】：

std::normal_distribution 是一个发行版，而不是一个生成器。您可能想尝试标准库中的其他生成器，看看哪种生成器最快（请参阅http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random）。

如果数字的质量不是那么重要，您可以回退到非常简单的算法，例如使用r=++i%6。

Linear congruential generator 也很容易实现（实际上，大多数标准的rand() 实现都使用其中的一些实现。但是，它可能不会比使用std::linear_congruential_engine 快。在上面的链接站点上也有一个数字易于“配置”的随机数生成器。

还有一个已故的 Marsaglia 的算法，可以在 here 找到，它非常有效 w.r.t。性能和数量质量。

最后，确保在测试性能时使用正确的优化标志。

【讨论】：

【解决方案3】：

标准的<random> 库允许使用生成器和分布的组合生成随机数。你正在使用正态分布，你想要的是一个比默认更快的生成器，看看here。

【讨论】：