相同生成器值的 std::normal_distribution 结果？答案

【问题标题】：std::normal_distribution result for the same generator value?相同生成器值的 std::normal_distribution 结果？
【发布时间】：2018-11-08 01:09:53
【问题描述】：

我注意到 GNU C++ 标准库的一个非常奇怪的行为。

当使用具有正态分布的自定义生成器时，即使对于相同的生成器结果，分布似乎也可能返回不同的值。

示例代码

#include <iostream>
#include <string>
#include <random>

template <int MAX>
class Generator
{
public:
  long long operator()() {return (++state) % MAX;}
  long long min() {return 0;}
  long long max() {return MAX;}
  long long state = 0;
};

int main()
{
  // 3 identical generators, 2 identical distributions
  Generator<5> gen0, gen1, gen2;
  std::normal_distribution<float> dist1(10, 1), dist2(10,1);

  // Print: iteration, generator output, distributions output
  printf("i   gen       dist1      dist2\n");    
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("%d     %lld  %10.6f %10.6f\n", i, gen0(), dist1(gen1), dist2(gen2));
    dist2.reset();
  }

}

这会产生（g++ 6.2.1，在较新的版本上相同）：

i   gen       dist1      dist2
0     1   11.295982  11.295982
1     2    9.325577  10.256990
2     3   10.256990   9.672720
3     4    8.679697   9.300377
4     0    9.672720   8.957100
5     1    9.097454  11.295982
6     2    9.300377  10.256990
7     3   10.582899   9.672720
8     4    8.957100   9.300377
9     0   10.169774   8.957100

查看第 0 行和第 5 行中的 dist1 结果如何不同，即使生成器生成相同的值 1。对于dist2，它们是相同的，我们称之为reset()。

顺便说一句，原因似乎是 GNU C++ 库成对生成值，并在调用之间缓存它们，不一定调用生成器。这也解释了为什么 dist1 第 4 行与 dist2（重置分布）第 2 行相同。

我在文档中进行了搜索，但无法确定此行为是否符合标准。因此，我不知道这是否是标准库错误:)

注意，据我所见，std::normal_distribution 是唯一表现出这种行为的类。

【问题讨论】：

标签： c++ random normal-distribution c++-standard-library

【解决方案1】：

它符合标准。不要求生成器是无状态的。如果有，reset 函数将毫无用处。

【讨论】：

谢谢。确实，似乎所有随机生成器都有这种方法。
顺便说一句，我认为这可能很明显，但是标准中的什么保证初始化或 reset() 之后的行为与 dist2 的行为一致？
@MarcinZukowski 我手头没有文字，但标准明确规定生成器的内部状态已重置，因此未来的结果不依赖于过去的操作。