有效地从变化的间隔生成伪随机整数

Question

我编写了以下类来从给定的时间间隔生成随机整数[lower, upper].

 class RandomInteger {

protected:

    std::random_device randomDevice;
    std::default_random_engine randomEngine;
    std::uniform_int_distribution<> distribution;

public:

    RandomInteger(int64_t lower, int64_t upper);

    virtual ~RandomInteger();

    virtual int64_t generate();
};


RandomInteger::RandomInteger(int64_t lower, int64_t upper) : randomEngine(this->randomDevice()), distribution(lower, upper) {
}

RandomInteger::~RandomInteger() {
    // TODO Auto-generated destructor stub
}

int64_t RandomInteger::generate() {
    int64_t i = this->distribution(this->randomEngine);
    return i;
}

如果间隔保持不变并且进行多次调用,这是可以的generate.但是,现在我的用例是从一个始终在变化的区间生成整数(每次上限都会增加).

首先,这需要快速.这与加密无关,因此非常伪随机数是可以的(并且std::random_device可能不需要).如果可能的话,我也想避免使用C风格,并使用现代的C++ 11风格.

你能建议如何有效地做到这一点吗？

Answer 1

uniform_int_distribution::operator()使用接受 a的重载const param_type &：

int64_t RandomInteger::generate(int64_t lower, int64_t upper) {
    int64_t i = this->distribution(this->randomEngine,
      std::uniform_int_distribution<int64_t>{lower, upper}.param());
    return i;
}

（请注意，您应该 value-initialize distribution，因为您对设置它不感兴趣param。此外，distribution应该使用int64_t，而不是 int 进行模板化。）

如果uniform_int_distribution保留任何状态，那么这将有效地使用它。

事实上，大多数实现uniform_int_distribution不保留任何状态；参见例如 libstdc++ random.tcc：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.6.0/libstdc++/api/a01001_source.html#l00832