srand 不能帮助我创建随机数

Question

我正在尝试洗牌。我随机创建两个数字并将它们的值分配给彼此 100 次。但它不会随机创建。最奇怪的是，我在 "counter++;" 行设置了一个断点。观察程序是否真的每次都选择不同的卡片。当我调试时，如果我点击继续按钮太快，它每次都会创建相同的 index1 和相同的 index2（但 index1 不等于 index2）。我想这可能是由于时间。 （当我在继续按钮上单击太快或根本没有放置断点时，由于相同的时间，它会创建相同的数字。） 但如果是这样的话，为什么程序会为 index1 和 index2 创建不同的值呢？他们的行之间没有断点。所以时间一定很短。它虽然创建了不同的索引。我很困惑。如何摆脱？

编辑：解决方案是主要使用 srand 一次。

void mix(string *a){
        srand(time(NULL));
        if (finisher == 100){
            return;
        }

        string b;
        int pos1;
        pos1 = rand() % 52;
        b = a[pos1];
        int pos2;
        pos2 = rand() % 52;
        cout << a[pos1] << "  " << a[pos2] << endl; //These lines are only for testing 
        a[pos1] = a[pos2]; 
        a[pos2] = b; 
        cout << a[pos1] << "  " << a[pos2] << endl; //These lines are only for testing 
        counter++;
        srand(time(NULL));
        mix(a);

    }

Answer 1

如果您使用srand 设置特定种子，rand 将生成特定的伪随机整数序列。
来自man rand：

srand() 函数将其参数设置为新序列的种子 rand() 返回的伪随机整数。 这些序列 可以通过调用 srand() 使用相同的种子值来重复。

time(NULL)每秒只会改变一次，所以你会遇到这样的行为。
此外，正如某些 cmets 中提到的@LightnessRacesinOrbit，您应该调用srand 一次。

从 C++11 开始，您拥有 <random> 标头。 Use that instead.

Answer 2

根据http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/srand

注意事项：

一般来说，伪随机数生成器应该只播种一次，在调用 rand() 和程序开始之前。不应重复播种，或者每次您希望生成一批新的伪随机数时都重新播种。

标准做法是将调用 time(0) 的结果用作种子。但是 time() 返回一个 time_t 值，time_t 不保证是整数类型。但实际上，每个主要实现都将 time_t 定义为整数类型，这也是 POSIX 所要求的。

顺便说一下，为什么不使用C++11随机数生成器，它会产生随机整数值i，均匀分布在闭区间[a,b]上，即，根据离散概率函数分布。见http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random/uniform_int_distribution

提供的示例代码是该 cppreference 页面。

#include <random>
#include <iostream>
 
int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_int_distribution<> dis(0, 51);
 
    for (int n=0; n<10; ++n)
        std::cout << dis(gen) << ' ';
    std::cout << '\n';
}

Answer 3

您可能在调用 srand 时遇到问题。 您的程序在一秒钟内多次运行 shuffle_cards 函数。 这意味着您在srand(time(NULL)); 中提供给 srand 的时间戳在不止一次调用中是相同的。

具有相同种子的两个不同初始化将在随后对 rand 的调用中生成相同的连续结果。

因此，两次 rand() 调用都会生成与第一次调用 shuffle_cards 函数时相同的 index1 和 index2 数字。

解决方法是不调用 srand 或者只调用一次，例如在程序启动时，或者减少调用它的频率。

Answer 4

正如其他人告诉你的那样，部分问题在于所有那些对srand 的调用。只调用一次。

这不是你问的，但代码不是洗牌的好方法。首先，shuffle 应该写成循环，而不是调用自己：

void shuffle(string* a) {
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        int index1 = std::rand() % 52;
        int index2 = std::rand() % 52;
        string temp = a[index1];
        a[index1] = a[index2];
        a[index2] = temp;
    }
}

请注意，此代码使用初始化，而不是定义未初始化的变量然后为其赋值。另外，我重新排列了顺序，以便更清楚地了解发生了什么。

但这仍然不是洗牌的好方法；它通常会使大部分甲板保持不变。这是一个很好理解的问题。阅读Fisher-Yates shuffle：

void shuffle(string* a) {
    for (int i = 0; i < 51; ++i) {
        int idx = std::rand() % (52 - i) + i;
        string temp = a[idx];
        a[idx] = a[i];
        a[i] = temp;
    }
}

这可以通过使用标准库的swap 函数来改进：

void shuffle(string* a) {
    for (int i = 0; i < 51; ++i) {
        int idx = std::rand() % (52 - i) + i;
        std::swap(a[i], a[idx];
    }
}

而且，除非您将此作为学习练习，否则您可以摆脱所有这些代码：

void shuffle(string* a) {
    std::random_shuffle(a, a + 52);
}

请注意，我假设这里的 string 是 char 的一些时髦的 typedef 或类似字符的东西，而不是 std::string，对于这些代码都无法正常工作。