如何为 GSL（GNU 科学图书馆）改编 C++ 风格的随机数引擎？

Question

我有一个满足 C++ 随机数引擎要求的 PRNG，如 here. (It's from the PCG family 所述）。即引擎的一个实例可以被C++标准库分发类用来生成随机数：

pcg_extras::seed_seq_from<std::random_device> seed_source;
pcg32 rng(seed_source);
std::uniform_real_distribution<double> uniformDist(0., 1.);
double randomNumber = uniformDist(rng);

我需要从 <random> 中未包含的分布生成样本，因此我需要使用 GSL 中的函数。为此，我如何使用我的 C++ 引擎？ GSL rng 函数都需要 const gsl_rng * 作为第一个参数。

gsl_rng的默认创建和使用如下：

const gsl_rng_type * T;
gsl_rng * r;
gsl_rng_env_setup();
T = gsl_rng_default;
r = gsl_rng_alloc (T);
double u = gsl_rng_uniform (r);

要使用我自己的引擎，我相信我需要定义一个 gsl_rng_type，如 "gsl/gsl_rng.h" 中所定义：

typedef struct
  {
    const char *name;
    unsigned long int max;
    unsigned long int min;
    size_t size;
    void (*set) (void *state, unsigned long int seed);
    unsigned long int (*get) (void *state);
    double (*get_double) (void *state);
  }
gsl_rng_type;

我的推测是否正确？是否有关于如何定义自定义 gsl_rng_type 的示例，尤其是三个必要的成员函数？我的 void *state 可能是什么？

Answer 1

没错。整个 public 界面在 https://github.com/LuaDist/gsl/blob/master/rng/gsl_rng.h

中概述

Answer 2

我最后做了以下事情来让事情正常进行。注意我的随机数引擎在我的程序中是一个全局变量：g_rng。

有必要构造一个结构来保存与 RNG 相关的任何状态。在我的例子中，我只是持有一个指向 pcg32:

的指针

// In some header file, e.g. rng.h
typedef struct
{
    pcg32 *rng;
} gsl_pcg_state;

必须定义三个函数，"set"、"get" 和 "get_double"：

// In some header file, e.g. rng.h
static void gsl_pcg_set(void *state, unsigned long int seed)
{
    ((gsl_pcg_state *)state)->rng = &g_rng;
    (void)seed;                 // unused
}

static unsigned long int gsl_pcg_get(void *state)
{
    return (*((gsl_pcg_state *)state)->rng)();
}

static double gsl_pcg_get_double(void *state)
{
    // Range [0, 1)
    return (*((gsl_pcg_state *)state)->rng)() / 4294967296.;
}

那么可以实例化一个gsl_rng_type：

static const gsl_rng_type gsl_rng_pcg = {
    "pcg",
    0xffffffffUL,
    0,
    sizeof(gsl_pcg_state),
    &gsl_pcg_set,
    &gsl_pcg_get,
    &gsl_pcg_get_double
};

在主程序中，您将...

gsl_rng *r;
r = gsl_rng_alloc(&gsl_rng_pcg);
// one can now call various gsl_ran_[...] functions

gsl_rng_free(r);

查看 GSL rng.c 中定义的 gsl_rng_alloc 确认这是正确的设置。

如何为 GSL（GNU 科学图书馆）改编 C++ 风格的随机数引擎？

How to adapt a C++-style random number engine for GSL (GNU Scientific Library)?

c++

random

gsl