c++11随机引擎和分布交互和成本

Question

我有一堆关于随机引擎和分布、它们的成本和交互的问题：

是std::random_device一个昂贵的（重型可构造的）对象吗？如果可能，我应该只为我的应用程序创建一个吗？
是RandomNumberDistribution对象昂贵的对象还是主要取决于具体的分布？在我看来，例如uniform_int_distribution应该是包含分布范围的非常轻的对象，[min, max]并且可能是（？）某种内部状态。
random_device,random_engine和之间的交互如何distribution在下面的代码中工作：
```
std::random_device rd;
std::mt19937 gen(rd());
std::uniform_int_distribution<> distr(1, 10);

auto random_value = distr(gen);
```
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

最后一行会发生什么？分布从随机引擎获取下一个值，然后将其带到所需范围[0, 10]？总是很明显一些对象的内部状态应该在调用后修改：绝对random_device，random_engine但uniform_int_distribution也有一些内部状态？

Answer 1

1）通常不是，初始化要么是微不足道的，要么与某些 PRNG 初始化相当，但是调用operator()可能会访问操作系统以获得安全的随机数，并且成本可能很高。

2）主要取决于分布。它们包含分布参数（如果需要，您可以检索）和可选的一些内部状态（IIRC 大多数实现不会打扰它）。所以初始化分布就像初始化小结构。

3) Distribution对象调用generators operator()未指定次数（从 0 到 ? 次）并从generator产生的位序列创建一个随机数。然后它返回生成的 bumber。它潜在地推进生成器状态，并可能将生成器产生的未使用位存储在分布内部状态中。

random_device可能，甚至没有内部状态，如果它实现为系统 RNG 的句柄。否则，它的状态在第二行前进，当您调用它operator()来生成随机数时，您将用作generator 的种子。