c++11随机引擎和分布交互和成本答案

【问题标题】：c++11 random engines and distributions interaction and costc++11随机引擎和分布交互和成本
【发布时间】：2016-08-09 08:43:17
【问题描述】：

我有一堆关于随机引擎和分布、它们的成本和交互的问题：

std::random_device 是一个昂贵的（重构造的）对象吗？如果可能，我应该只为我的应用创建一个吗？
RandomNumberDistribution 对象是昂贵的对象还是主要依赖于具体的分布？在我看来，例如 uniform_int_distribution 应该是包含分布范围 [min, max] 的非常轻的对象，并且可能是（？）某种内部状态。

random_device、random_engine 和 distribution 之间的交互如何在下面的代码中工作：

std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_int_distribution<> distr(1, 10);

auto random_value = distr(gen);

最后一行发生了什么？分发从随机引擎获取下一个值，然后将其带到所需的范围[0, 10]？总是很明显，某些对象的内部状态应该在调用后修改：肯定是random_device、random_engine，但uniform_int_distribution 是否也有一些内部状态？

【问题讨论】：

每个问题一个问题，请。不是四个。
在<random> 上进行一些简单的阅读。很好的参考，有很好的例子
但这些问题是相关的

标签： c++ c++11 random

【解决方案1】：

1) 通常不是这样，初始化要么是微不足道的，要么与某些 PRNG 初始化相当，但是调用 operator() 可能会访问操作系统以获得安全的随机数，而且成本可能很高。

2) 主要依赖于分布。它们包含分布参数（如果需要，您可以检索）和可选一些内部状态（IIRC 大多数实现不会打扰它）。所以初始化distribution就像初始化小结构。

3) Distribution 对象调用 generators operator() 未指定次数（从 0 到 ∞ 次）并从 生成的位序列中创建一个随机数发电机。然后它返回生成的 bumber。它可能会推进 generator 状态，并可能将 generator 生成的未使用位存储在 distribution 内部状态中。

random_device 可能甚至没有内部状态，如果它实现为系统 RNG 的句柄。否则，它的状态会在第二行被推进，当你调用它的operator() 来产生随机数时，你将把它用作生成器的种子。

【讨论】：