C++11 丢弃 PRNG 序列中的数字

Question

我正在尝试使用该函数discard来跳过随机数序列中的数字。这是我的尝试：

#include <random>
#include <iostream>

using namespace std;

int main ()
{
  unsigned seed = 1;
  uniform_real_distribution<> dis(0,10);
  mt19937 gen (seed);
  cout << dis(gen) << endl;
  //gen.discard(1); // supposed to be the same of `dis(gen)`?
  cout << dis(gen) << endl;
  cout << dis(gen) << endl;
}

这段代码的输出是

9.97185
9.32557
1.28124

如果我取消注释该行，gen.discard(1)我会得到

9.97185
0.00114381
3.02333

但我预计前两个数字是9.97185和1.28124，因为该数字9.32557将被跳过。

问：如何discard正确使用，或者有没有与我想要的效果相同的替代解决方案？我可以简单地使用dis(gen)，但是还有其他方法吗？

Answer 1

在生成下一个结果时，分布可以多次调用生成器，因此为了获得所需的输出，您需要通过匹配的调用次数来推进生成器的状态。作为一个快速测试，如果我们装备自己的生成器来计算调用次数

struct my_mt19937 : mt19937
{
    using mt19937::mt19937;
    unsigned called = 0;

    mt19937::result_type operator()()
    {
        ++called;
        return mt19937::operator()();
    }

    unsigned invocations()
    { 
        auto result = called;
        called = 0;
        return result;
    }
};

然后用它代替

unsigned seed = 1;
uniform_real_distribution<> dis(0,10);
my_mt19937 gen (seed);

cout << dis(gen) << endl;
cout << gen.invocations() << endl;

cout << dis(gen) << endl;
cout << gen.invocations() << endl;

cout << dis(gen) << endl;
cout << gen.invocations() << endl;

这会在 gcc 上产生以下结果

9.97185
2
9.32557
2
1.28124
2

因此生成器被调用两次来生成每个结果。现在，如果我们将您的示例修改为 call gen.discard(2);，它会产生您期望的结果。

9.97185
1.28124
9.99041

我不知道有一种可移植的方法来确定分布调用生成器的次数，因此放弃中间结果的最佳选择是调用dis(gen);并忽略该结果。