Подтвердить что ты не робот

Как получить текущее семя из С++ rand()?

Я создаю несколько тысяч объектов в моей программе на основе функции С++ rand(). Хранение их в памяти было бы исчерпывающим. Есть ли способ скопировать семя CURRENT rand() в любой момент времени? Это даст мне возможность хранить ТОЛЬКО текущие семена, а не полные объекты. (таким образом, я мог бы регенерировать эти объекты, регенерируя точно такие же подпоследовательности случайных чисел)

Исчерпывающее решение - это хранение полной последовательности случайных чисел, заданных функцией rand() - не стоит. Другим решением будет реализация моего собственного класса для рандомизированных чисел.

Google не дал мне никаких положительных подсказок. Существуют сотни статей, посвященных основам rand и srand, и я не мог найти конкретных.

Кто-нибудь знает другие генераторы случайных чисел с внедренным мастером-перехватчиком?


Спасибо за ваши быстрые ответы! Есть более возможные ответы/решения по этому вопросу, поэтому я составил список ваших ответов здесь.

SOLUTIONS:

  • Короткий ответ: нет стандартного способа получить семя

  • Самое близкое возможное обходное решение - сохранить начальное семя в начале и подсчитать, сколько раз вы вызываете функцию rand(). Я отметил это как решение, потому что он работает с текущей функцией std:: rand() каждого компилятора (и это был главный вопрос). Я сравнил свой процессор с тактовой частотой 2,0 ГГц и обнаружил, что я могу вызвать & count rand() 1 000 000 000 раз за 35 секунд. Это может показаться хорошим, но у меня есть 80 000 вызовов для создания одного объекта. Это ограничивает количество поколений до 50 000, поскольку размер unsigned long. Во всяком случае, вот мой код:

    class rand2
    {
       unsigned long n;
    
       public:
    
       rand2 () : n(0) {}
    
       unsigned long rnd()
       {
          n++;
          return rand();
       }
       // get number of rand() calls inside this object
       unsigned long getno ()
       {
          return n;
       }
       // fast forward to a saved position called rec
       void fast_forward (unsigned long rec)
       {
          while (n < rec) rnd();
       }
    };
    
  • Еще один способ - реализовать свой собственный генератор псевдослучайных чисел, как и предложенный Matteo Italia. Это самое быстрое и возможно лучшее решение. Вы не ограничены вызовами 4 294 967 295 rand() и не должны использовать другие библиотеки. Следует отметить, что разные компиляторы имеют разные генераторы. Я сравнил Matteo LCG с rand() в Mingw/GCC 3.4.2 и g++ 4.3.2. Все три из них были разными (с семенем = 0).

  • Используйте генераторы из С++ 11 или других библиотек, как предположили Cubbi, Jerry Coffin и Mike Seymour. Это лучшая идея, если вы уже работаете с ними. Ссылка для генераторов С++ 11: http://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/random (здесь есть некоторые описания алгоритмов)

4b9b3361

Ответ 2

Кто-нибудь знает другие генераторы случайных чисел с внедренным мастером-украдителем

Все стандартные генераторы случайных чисел С++ 11 (также доступные в TR1 и Boost) предлагают эту функцию. Вы можете просто скопировать объекты генератора или сериализовать/десериализовать их.

Ответ 3

Нет стандартного способа получения текущего семени (вы можете установить его только через srand), но вы можете переопределить rand() (обычно это линейный конгруэнтный генератор) самостоятельно в нескольких строках кода:

class LCG
{
private:
    unsigned long next = 1;
public:

    LCG(unsigned long seed) : next(seed) {}

    const unsigned long rand_max = 32767

    int rand()
    {
        next = next * 1103515245 + 12345;
        return (unsigned int)(next/65536) % 32768;
    }

    void reseed(unsigned long seed)
    {
        next = seed;
    }

    unsigned long getseed()
    {
        return next;
    }
};

Ответ 4

Классы генерации случайных чисел в С++ 11 поддерживают operator<<, чтобы сохранить свое состояние (в основном семя) и operator>>, чтобы прочитать его обратно. Таким образом, прежде чем создавать свои объекты, сохраните состояние, тогда, когда вам нужно сгенерировать одну и ту же последовательность, прочитайте состояние назад и отпустите.

Ответ 5

rand() не предлагает способ извлечь или дублировать семя. Лучшее, что вы можете сделать, это сохранить начальное значение семени, когда вы установите его с помощью srand(), а затем восстановите всю последовательность из этого.

Функция Posix rand_r() дает вам контроль над семенем.

Библиотека С++ 11 включает в себя библиотеку случайных чисел на основе "двигателей", генерирующих последовательность; эти двигатели могут быть скопированы и позволяют извлекать и восстанавливать их состояние с помощью операторов << и >>, чтобы вы могли зафиксировать состояние последовательности в любое время. Очень похожие библиотеки доступны в TR1 и Boost, если вы еще не можете использовать С++ 11.

Ответ 6

Вы могли бы попытаться сохранить значение, которое вы использовали для засева прямо перед (или после) srand.

Итак, например:

int seed = time(NULL);
srand(time(NULL));

cout << seed << endl;
cout << time(NULL);

Два значения должны быть одинаковыми.

Ответ 7

Я бы рекомендовал вам использовать Mersenne Twister Pseudo-Random Number Generator. Он быстрый и предлагает очень хорошие случайные числа. Вы можете засеять генератор в конструкторе класса очень просто

unsigned long rSeed = 10;
MTRand myRandGen(rSeed);

Тогда вам просто нужно хранить где-то семена, которые вы использовали для генерации последовательностей...

Ответ 8

Есть ли способ скопировать семя CURRENT из rand() в любой момент времени?

Далее следует способ реализации и восстановления состояния генератора псевдослучайных чисел (PRNG), который работает с библиотекой C на Ubuntu Linux (протестирован 14.04 и 16.04).

#include <array>
#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

constexpr size_t StateSize = 128;
using RandState = array<char, StateSize>;

void save(RandState& state) {
    RandState tmpState;
    char* oldState = initstate(1, tmpState.data(), StateSize);
    copy(oldState, oldState + StateSize, state.data());
    setstate(oldState);
}

void restore(RandState& state) {
    setstate(state.data());
}

int main() {
    cout << "srand(1)\n";

    srand(1);

    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';

    cout << "srand(1)\n";

    srand(1);

    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';

    cout << "save()\n";

    RandState state;
    save(state);

    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';

    cout << "restore()\n";

    restore(state);

    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
    cout << "  rand(): " << rand() << '\n';
}

Это зависит от:

  • тот же PRNG, используемый библиотекой C для отображения интерфейсов rand() и random(), и
  • некоторые сведения об инициализации по умолчанию этого PRNG в библиотеке C (состояние 128 байтов).

Если запустить, это должно выводить:

srand(1)
  rand(): 1804289383
  rand(): 846930886
  rand(): 1681692777
  rand(): 1714636915
  rand(): 1957747793
  rand(): 424238335
  rand(): 719885386
  rand(): 1649760492
srand(1)
  rand(): 1804289383
  rand(): 846930886
  rand(): 1681692777
  rand(): 1714636915
save()
  rand(): 1957747793
  rand(): 424238335
  rand(): 719885386
  rand(): 1649760492
restore()
  rand(): 1957747793
  rand(): 424238335
  rand(): 719885386
  rand(): 1649760492

Это решение может помочь в некоторых случаях (код, который нельзя изменить, воспроизвести выполнение для цели отладки и т.д.), но он явно не рекомендуется в качестве общего (например, использовать С++ 11 PRNG, который правильно поддерживайте это).