Swift - 播种arc4random_uniform？还是另类？

Question

首先让我说明我要完成的任务:

1. 我需要在一个范围内随机生成一组数字
2. 我希望这些数字在某种程度上均匀分布
3. 我需要能够为随机数生成种子,以便在给定种子的情况下,得到的随机数将始终相同.

在使用drand48(),rand()和arc4random()进行了相当多的实验之后,我目前已经决定使用rand()获取随机数,并使用srand()进行种子设定.这是一个从我正在做的事情简化的小例子:

let seed: UInt32 = 10
srand(seed)
let start = 0
let end = 100
let randomNumber = Double(rand()) % (end + 1 - start) + start

这有效.给定相同的种子,出现相同的随机数.执行多个randomNumber计算会产生多个不同的随机数.通过srand重新播种再次启动"随机性".

唯一的缺点是rand()不是均匀分布的.事实上,我总是最终得到一组数字,这些数字在大多数情况下线性增加.

听起来像arc4random_uniform会产生更多的均匀随机输出,但是根据我的研究,不可能为arc4random播种,因为它在第一次调用时会自行播种,并且不一定"设计"为外部播种.

所以我的问题; 是否有一个更好的srand()/ rand()替代方案仍然可以为给定的种子提供相同的输出,但这些输出更均匀分布？

谢谢, - 亚当

Answer 1

我知道"GameKit"听起来只是为了游戏,但它包含一个严重的随机数生成系统.我建议你看看GKMersenneTwisterRandomSource和GKRandomDistribution.将GKMersenneTwisterRandomSource采取随机种子(如果你选择)和GKRandomDistribution类实现了均匀分布.一起使用,它们完全符合您的要求.

import GameKit

// The Mersenne Twister is a very good algorithm for generating random
// numbers, plus you can give it a seed...    
let rs = GKMersenneTwisterRandomSource()
rs.seed = 1780680306855649768

// Use the random source and a lowest and highest value to create a 
// GKRandomDistribution object that will provide the random numbers.   
let rd = GKRandomDistribution(randomSource: rs, lowestValue: 0, highestValue: 100)

// Now generate 10 numbers in the range 0...100:    
for _ in 1...10 {
    print(rd.nextInt())
}

print("---")

// Let's set the seed back to the starting value, and print the same 10
// random numbers.    
rs.seed = 1780680306855649768
for _ in 1...10 {
    print(rd.nextInt())
}