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C++
Warum sollten Sie „std::rand()' für die neue C-Zufallsbibliothek aufgeben?
Warum sollten Sie „std::rand()' für die neue C-Zufallsbibliothek aufgeben?
Warum ist die neue Zufallsbibliothek besser als std::rand()?
Einführung
Während std::rand() eine häufig verwendete Schnittstelle für Zufallszahlengeneratoren ist, bietet die neueste C-Version eine erweiterte neue Zufallsbibliothek, die darauf ausgelegt ist, deren Einschränkungen zu beheben. Dieser Artikel untersucht die Unterschiede zwischen std::rand() und der neuen Bibliothek und hebt Vorteile und Leistungsaspekte hervor.
Nachteile von std::rand()
Traditionell rand()-Implementierungen verwenden lineare kongruente Generatoren (LCGs), die Schwächen aufweisen können:
- Begrenzte Zufälligkeit in Bits niedrigerer Ordnung
- Kurze Perioden
- Niedriger Maximalwert (RAND_MAX)
- Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Werten
Vorteile der neuen Zufallsbibliothek
Im Gegensatz dazu ist die neue Zufallsbibliothek in < zufällig> bietet mehrere Vorteile:
- Hochwertige Algorithmen:Verwendet moderne Generatoren wie Mersenne Twister und sorgt so für höhere Qualität und unvorhersehbarere Zufälligkeit.
- Expliziter Zustand Management:Rand() verwendet einen globalen Status, der zu Kompatibilitätsproblemen mit Multithread-Anwendungen und reproduzierbaren Simulationen führen kann. Die neue Bibliothek unterstützt die Kapselung von Generatoren in Klassen und ermöglicht so mehrere unabhängige Generatoren.
- Plattformübergreifendes Seeding: Bietet ein Standard-Random_device zum plattformübergreifenden Seeding von Generatoren und gewährleistet so eine konsistente Ausgabe über verschiedene Compiler hinweg.
Leistungsvergleich
Der Artikel enthält einen Leistungsvergleich zwischen dem älteren LCG-basierten rand() und dem neuen Mersenne Twister-basierten Generator. Überraschenderweise war die Gesamtstreuung der von beiden Methoden generierten Zufallszahlen ähnlich. Allerdings war die neue Bibliothek deutlich langsamer, etwa viermal langsamer als rand().
Empfehlungen
Für grundlegende Anwendungen oder Fälle, in denen die Zufälligkeitsqualität nicht kritisch ist, std: :rand() bleibt eine praktikable Option. Für anspruchsvollere Anwendungen, die qualitativ hochwertige und reproduzierbare Zufallszahlen erfordern, wird die neue Zufallsbibliothek jedoch dringend empfohlen.
Leistungsoptimierung
Wenn die Leistung ein Problem darstellt, ist die Der Artikel schlägt die Verwendung von std::minstd_rand vor, einem LCG-basierten Generator, der von der neuen Bibliothek bereitgestellt wird und ein gutes Gleichgewicht zwischen Qualität und Leistung bietet.
Fazit
Das Neue Die Random-Bibliothek in C behebt die Einschränkungen von std::rand(), indem sie qualitativ hochwertigere Generatoren, explizite Statusverwaltung und konsistentes Seeding bereitstellt. Obwohl es in einigen Fällen langsamer sein kann, überwiegen seine Vorteile den Leistungsnachteil, wenn die Qualität der Zufälligkeit im Vordergrund steht.
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