Wie kann C effizient gleichmäßig verteilte zufällige ganze Zahlen generieren?

Effiziente Generierung gleichmäßig verteilter Zufallszahlen

Die Erzeugung gleichmäßig verteilter Zufallszahlen innerhalb eines bestimmten Bereichs ist eine grundlegende Aufgabe in vielen Programmieranwendungen. Obwohl es scheinbar trivial ist, kann das Erreichen optimaler Geschwindigkeits-, Gleichmäßigkeits-, Flexibilitäts- und Seeding-Anforderungen eine Herausforderung sein.

Um diese Bedenken auszuräumen, wurde mit dem C 2011-Standard eine robuste Zufallszahlenbibliothek eingeführt. Der folgende Codeausschnitt nutzt die Fähigkeiten dieser Bibliothek, um gleichmäßig verteilte Zufallszahlen effizient zu generieren:

#include <random>

std::random_device rd;     // Only used once to initialise (seed) engine
std::mt19937 rng(rd());    // Random-number engine used (Mersenne-Twister in this case)
std::uniform_int_distribution<int> uni(min,max); // Guaranteed unbiased

auto random_integer = uni(rng);

Dieser Ansatz bietet mehrere Vorteile:

• Effizient: Das Mersenne - Die im RNG verwendete Twister-Engine ist für ihre Geschwindigkeit und Effizienz bekannt und eignet sich daher für die Generierung großer Zufallszahlen Zahlen.
• Gleichmäßig: Die Klasse uniform_int_distribution stellt sicher, dass zufällige ganze Zahlen einheitlich innerhalb des angegebenen Bereichs generiert werden.
• Flexibel: Die Minimal- und Maximalwerte kann je nach Bedarf angepasst werden und ermöglicht so eine große Auswahl an Anwendungen.
• Seedable: rand_device stellt einen Seed für den Zufallsgenerator bereit und ermöglicht bei Bedarf reproduzierbare Ergebnisse.

Durch die Verwendung dieses standardisierten Ansatzes können Programmierer effizient arbeiten Generieren Sie gleichmäßig verteilte Zufallszahlen, ohne dass komplexe Formeln oder benutzerdefinierte Implementierungen erforderlich sind.

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