随机分布应该通过引用传递还是作为 C++ 中的对象成员

Question

假设我们只实例化少于 20 个 Blob 类对象，并且考虑到效率（执行时间）和内存管理问题，是否有最佳选择：

• 将随机生成器和生成的分布设置为私有类成员，例如：

  class Blob {
  private:
  std::mt19937 engine;
  std::uniform_real_distribution<double> R_distribution;
  std::binomial_distribution<int> B_distribution;
  }
  

  并直接在 Blob 方法中使用它们。因此，当我们调用发行版时，我们也会更改作为成员的引擎的状态。

• 或者将随机生成器设置为私有类成员并通过引用方法传递分布？例如：

  class Blob {
  private:
  std::mt19937 engine; //engine
  }
  
  void Blob::run() {
  int blabla = 10;
  std::uniform_real_distribution<double> R_distribution(0, 10);
  do_something(blabla, R_distribution);
  ...
  }
  

虽然通过引用传递通常会降低开销，但在这种情况下特别重要吗？当多次调用分布（10^9 或更多）时，总体问题如何扩展？

Answer 1

发行版很便宜，并且可以随意创建/丢弃。发动机则不然。理想情况下，您应该只初始化 PRNG一次，并确保thread_local您的程序是多线程的。PRNG 之类的std::mt19937体积庞大并且具有很大的内部状态。考虑做这样的事情：

inline auto global_rng() -> std::mt19937& {
    thread_local std::mt19937 e{ get_seed() };
    return e;
}

void foo() {
    thread_local std::uniform_real_distribution<double> d; 
    // ...
}