关于C++中的随机数生成器

今天需要生成随机序列来测试代码，记录一下C++中随机数生成器的使用方法。
C++中使用random库生成随机数，主要使用两个类：

随机数引擎类
调用这个类会生成一个调用运算符。
该运算符不接受任何参数，并返回一个随机的unsigned整数。
常与随机数分布类共同使用，很少单独使用。
随机数分布类
需要以随机数引擎作为参数(即必须先定义随机数引擎类)。
常用方法：
uniform_int_distribution ：指定范围的随机非负数
uniform_real_distribution：指定范围的随机实数
bernoulli_distribution ：指定概率的随机布尔值

具体使用方法：

首先调用default_random_engine，生成一个random engine.

//首先生成一个random-number engine, 每次调用会返回一个unsigned int类型的数。cout << "Generate a random engine" << endl;default_random_engine e;for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << e() << endl;}

运行结果：

再生成随机分布类

先生成一个uniform_int_distribution类，
模板参数为要生成的随机数类型(int, unsigned int, short, unsigned short, long, unsigned long, long long, unsigned long long)；
构造函数接受两个参数，表示生成随机数的范围。
调用时要以random engine为参数。

cout << "generate uniform_int_distribution" << endl;uniform_int_distribution<int> dis(0, 9);for (int i = 0; i < 10; i++) {// 注意这里是dis(e), 而不是dis(e())，函数接受的参数是random engine。cout << dis(e) << endl; }

运行结果：

uniform_real_distribution使用方法同上，只是生成的是实数。(float, double, long double)

cout << "generate uniform_real_distribution" << endl;uniform_real_distribution<float> dis2(0, 9);for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << dis2(e) << endl;}

运行结果：

bernoulli_distribution不是模板类，它的构造函数只有一个参数，为该类返回true的概率，默认为0.5。
该函数也需要接受random engine参数。

cout << "generate bernoulli_distribution" << endl;bernoulli_distribution dis3;for (int i = 0; i < 10; i++) {cout << dis3(e) << endl;}

运行结果：

设置seed

可以通过为random engine设置随机数种子(seed)来控制生成随机数的序列。若不设置seed，则random engine使用默认种子。两个使用默认种子的engine生成的序列是相同的。
seed可以在构造函数中给定，也可以在之后设置。

default_random_engine e1;      //使用默认种子
default_random_engine e2(100); //给定seed=100
default_random_engine e3;      //使用默认种子
default_random_engine e4(200); //给定seed=200
cout << "e1: " << e1() << " e2: " << e2() << " e3: " << e3() << " e4: " << e4() << endl;
cout << "e1()==e3(): " << (e1() == e3()) << endl;

运行结果：

下面设置e3和e4的seed=100

e3.seed(100);
e4.seed(100);
for (int i = 0; i < 5; i++) {cout << "e2: " << e2() << " e3: " << e3() <<" e4: "<< e4() << endl;
}

运行结果：

从结果中可以观察到：
e3生成的序列与e2相同，由于e2之前已经生成了一个数，e3生成的序列始终落后e2一个数。
由于e3和e4同时设置seed，二者生成的序列相同。
因此可以理解为：每次设置seed后random engine根据seed重新生成序列。

将系统时间设为seed

随机数发生器并不是完全随机的，每次运行程序都会返回相同的数值序列。
这对调试非常友好，但是实际运行时希望每次取得不同的随机序列。
通常将系统时间设为seed，使得每次运行的seed不同

default_random_engine e5(time(0));

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