为什么在使用迭代器时必须重新设置随机生成器的种子？

Question

我的目标是用随机值填充向量向量的每个向量的每个元素。请考虑以下代码：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <random>
#include <vector>


typedef std::vector<int> IntVect;
typedef std::vector<IntVect> Grid;


void fillRandom(Grid& grid, int lo, int hi);


int main(int argc, const char * argv[]) {

    Grid grid { Grid(5, IntVect (5)) };

    fillRandom(grid, 0, 10);

    for (auto& row : grid) {
        for (auto& i : row) {
            std::cout << i << " ";
        }
        std::cout << "\n";
    }
    return 0;
}
// fillRandom v1
void fillRandom(Grid& grid, int lo, int hi) {

    // Init Random engine
    std::random_device rnd_device;
    std::mt19937 generator { rnd_device() };
    std::uniform_int_distribution<int> distr(lo, hi);
    auto dice = std::bind(distr, generator);

    Grid::iterator i { grid.begin() };
    for (; i != grid.end(); ++i) {
        std::generate(i->begin(), i->end(), dice);
        generator.seed(rnd_device());              // reseed
        dice = std::bind(distr, generator);
    }
    return;
}

在 fillRandom 中，我必须为 grid 的每个元素重新播种生成器。否则 grid 的每个元素的输出都相同，例如：

。但是，如果我将 fillRandom 更改为：

// fillRandom v2
void fillRandom(Grid& grid, int lo, int hi) {

    // Init Random engine as above

    for (auto& row : grid)
        for (auto& i : row)
            i = dice();
    return;
}

我没有为 grid 的每个 vector 重新播种生成器就得到了预期的结果。

在 fillRandom 的第二个版本中，为每个向量的每个元素调用 dice()，导致 grid 填充随机值。然而，第一个版本应该完全一样。但显然不是。这里有什么区别？

为什么我在使用 std::generate 和迭代器时必须为每个向量重新设置随机生成器的种子？你能帮我理解这种行为吗？

Answer 1

行 std::generate(i->begin(), i->end(), dice); 按值获取 dice，创建它的副本。这也会复制绑定的参数。这导致您每次都复制相同的生成器和分布，而不更改原始状态。每次迭代都从相同的状态开始。

在第二个示例中，您只需在循环中调用 dice，就会导致生成器和分布的单个实例产生值，从而提升它们的内部状态，并导致不同的值在下一次迭代中。

改用 lamdba 试试。

// fillRandom v1
void fillRandom(Grid& grid, int lo, int hi) {

    // Init Random engine
    std::random_device rnd_device;
    std::mt19937 generator{ rnd_device() };
    std::uniform_int_distribution<int> distr(lo, hi);
    auto dice = [&generator, &distr]() { return distr(generator); };

    Grid::iterator i{ grid.begin() };
    for (; i != grid.end(); ++i) {
        std::generate(i->begin(), i->end(), dice);
    }
    return;
}

为什么在使用迭代器时必须重新设置随机生成器的种子？

Why do I have to reseed the random generator when using iterators?

c++

random

stl-algorithm