如何使用 std::generate_canonical 生成 [0,1) 范围内的随机数？

Question

我在尝试使用 std::generate_canonical 时遇到了问题。根据我在cpp-reference.com 的阅读，我希望std::generate_canonical 生成范围为[0,1) 的数字。 但是，在最新的 MSVC 2012（未安装 CTP）上，std::generate_canonical 生成的数字都是 10^28 的顺序（见下文）。事实上，Microsoft's documentation 并没有提到std::generate_canonical 生成数字的范围。

微软不遵守这里的标准吗？还是标准的不足之处在于它对std::generate_canonical 的行为含糊不清？在第二种情况下，我将如何编写代码来生成 [0,1) 范围内的随机浮点数？

我尝试使用std::generate_canonical，请考虑以下示例代码。

#include <random>
#include <limits>
#include <iostream>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::random_device rd;
    // seed with true source of randomness
    std::mt19937 _rng_generator(rd());

    for(int n=0; n<10; ++n)
        std::cout << std::generate_canonical<double,std::numeric_limits<double>::digits>(_rng_generator) << ' ';

    return EXIT_SUCCESS;
}

我得到的输出示例：
4.85267e+028 2.76741e+028 3.17392e+028 5.84136e+028 1.0037e+028 4.87202e+028 2.53834e+028 4.233e+028 6.43922e+028 2.30694e+028

更新： 我之前已将该错误报告给Microsoft Connect。该错误现已修复，该修复将包含在 MSVC 2014 RTM 中。

Answer 1

26.5.7.2 函数模板 generate_canonical [rand.util.canonical]

从本节中描述的模板实例化的每个函数 26.5.7.2 将提供的统一随机数生成器g 的一次或多次调用的结果映射到指定的一个成员 RealType 这样，如果 g 产生的值 g_i 是一致的 分布式，实例化的结果tj, 0 ≤ tj

template<class RealType, size_t bits, class URNG> 
RealType generate_canonical(URNG& g);

此外，标准还描述，此函数返回 ，其中

所以，这个函数应该返回一个从零到一的值。我认为，微软的实现在这里是错误的。

Answer 2

你所指的cpp reference目前说：

“一些现有的实现有一个错误，如果 RealType 是 float GCC #63176 LLVM #18767，它们可能偶尔会返回 1.0。这是 LWG 问题 2524”

根据issue，“问题是标准规定了实现，实现不了。”

问题于 2015 年 8 月 20 日开放，在您发布此问题几年后。

Answer 3

这是 MSDN 文档：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee462289.aspx

下面是对应的原型：

template<class RealType,
    size_t bits,
    class Engine>
    RealType generate_canonical(Engine& gen);

这是一个完整的例子：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb982398.aspx

// cl.exe /EHsc /nologo /W4 /MTd
#include <algorithm>
#include <array>
#include <iostream>
#include <ostream>
#include <random>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

template <typename C> void print(const C& c) {
    for (const auto& e : c) {
        cout << e << " ";
    }

    cout << endl;
}

void test(unsigned int seed) {
    cout << "Seed: " << seed << endl;

    mt19937 engine(seed);

    uniform_int_distribution<int> dist(-3, 5);

    vector<int> v;

    for (int i = 0; i < 30; ++i) {
        v.push_back(dist(engine));
    }

    cout << "Randomized vector: ";
    print(v);

    array<string, 26> arr = { { "H", "He", "Li", "Be", "B", "C", "N", "O", "F",
        "Ne", "Na", "Mg", "Al", "Si", "P", "S", "Cl", "Ar", "K", "Ca", "Sc",
        "Ti", "V", "Cr", "Mn", "Fe" } };

    shuffle(arr.begin(), arr.end(), engine);

    cout << "Randomized array: ";
    print(arr);
}

int main() {
    cout << "--" << endl;

    test(12345);

    cout << "--" << endl;

    random_device rd;

    test(rd());
}