std::random_device 和 std::mt19937 服从均匀分布吗？

Question

我正在尝试用 C++ 转换这行 matlab：rp = randperm(p);

继 randperm documentation 之后：

randperm uses the same random number generator as rand

并且在 rand page:

rand returns a single uniformly distributed random number

所以rand服从均匀分布。我的 C++ 代码基于：

std::random_device rd;
std::mt19937 g(rd());
std::shuffle(... , ... ,g);

我的问题是：上面的代码服从均匀分布？如果没有，怎么办？

Answer 1

不同于C++ random number library的类大致工作如下：

std::random_device 是一个 均匀分布的 随机数生成器，它可以访问您系统中的硬件设备，或者类似于 [=47 上的 /dev/random =].它通常只用于为伪随机生成器播种，因为底层设备通常运行很快就会失去熵。
std::mt19937 is a fast pseudo-random number generator using the Mersenne Twister engine按照原作者的论文题目，也是统一的。这会生成完全随机的 32 位或 64 位无符号整数。由于 std::random_device 仅用于为该生成器播种，因此它本身不必是统一的（例如，您经常使用当前时间戳为生成器播种，这绝对不是均匀分布的）。
通常，您使用 std::mt19937 之类的生成器来提供特定的分布，例如a std::uniform_int_distribution or std::normal_distribution 然后采用所需的分布形状。
std::shuffle，根据文档，

Reorders the elements in the given range [first, last) such that each possible permutation of those elements has equal probability of appearance.

在您的代码示例中，您使用 std::mt19937 PRNG 来提供 std::shuffle。所以，std::mt19937 是统一的，std::shuffle 也应该表现统一。所以，一切都尽可能统一。

Do std::random_device and std::mt19937 follow an uniform distribution?