非常奇怪 - 当我使用断点时,代码(使用Random)的工作方式不同

Question

我正在研究一个神经网络项目,我有两个这样的类:

public class Net
{
    // Net object is made of neurons
    public List<Neuron> Neurons = new List<Neuron>();

    // neurons are created in Net class constructor
    public Net(int neuronCount, int neuronInputs)
    {
        for (int n = 0; n < neuronCount; n++)
        {
            Neurons.Add(new Neuron(n, neuronInputs));
        }
    }
}

public class Neuron
{
    public int index; // neuron has index

    public List<double> weights = new List<double>(); // and list of weights

    // Neuron constructor is supposed to add random weights to new neuron
    public Neuron(int neuronIndex, int neuronInputs)
    {
        Random rnd = new Random();

        for (int i = 0; i < neuronInputs; i++)
        {
            this.index = neuronIndex;
            this.weights.Add(rnd.NextDouble());
        }
    }

当我尝试创建网络并显示它的"内容"时:

Neuro.Net Network = new Neuro.Net(4, 4); // creating network with 4 neurons with 4 weights each

// dgv is a DataGridView for weights preview
dgv.Rows.Clear();
dgv.Columns.Clear();

// creating columns
foreach (Neuro.Neuron neuron in Network.Neurons)
{
    dgv.Columns.Add("colN" + neuron.index, "N" + neuron.index);
}

dgv.Rows.Add(Network.Neurons[0].weights.Count());

for (int n = 0; n < Network.Neurons.Count(); n++)
{
   for (int w = 0; w < Network.Neurons[n].weights.Count(); w++)
   {
       dgv.Rows[w].Cells[n].Value = Network.Neurons[n].weights[w];
   }
}

当我运行该代码时 - 我得到这样的东西(所有权重都相同):

当我看到它 - 我试图调试并发现我的错误.但是,当我在神经元构造函数中放置断点时 - 我的网络根据需要进行初始化(权重不同):

我尝试使用调试和发布配置 - 结果相同.

有人能解释一下这里发生了什么吗？

魔法？

Answer 1

但是,当我在神经元构造函数中放置断点时 - 我的网络初始化为我想要的(神经元是不同的):

据推测,断点引入了足够的延迟以便Random()用不同的数字播种.延迟可能是由于您暂停代码(显然)或甚至是条件断点的不匹配评估(这会略微降低执行速度)引起的.

最好有:

private static readonly Random _random = new Random();

并且_random.Next()无需创建新实例即可调用,例如:

public Neuron(int neuronIndex, int neuronInputs)
{
    for (int i = 0; i < neuronInputs; i++)
    {
        this.index = neuronIndex;
        this.weights.Add(_random.NextDouble());
    }
}

随机使用的无参数构造函数Environment.TickCount(因此引入延迟时的差异).如果每次都必须创建新实例,也可以提供自己的种子.

此处记录了此行为,具体为:

...因为时钟具有有限的分辨率,使用无参数构造函数以紧密连续的方式创建不同的随机对象会创建随机数生成器,从而生成相同的随机数序列.[...]通过创建单个Random对象而不是多个Random对象可以避免此问题.

或者,您可以使用System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider.

Answer 2

使用当前系统时间生成随机数.

在调试时,您可以在每一代之间的某个时间允许.当你运行代码时,它运行得如此之快以至于种子是相同的,因此,生成的randoms是相同的.

解决方案:声明一个类成员以包含随机实例,并为每个新随机调用.Next()方法.

private static rnd = new Random();

删除此行:

Random rnd = new Random();

你完成了