在 C++ 中模板化随机数生成器

Question

我知道我的代码有误。我应该有 uniform_int_distribution<int>，但我需要一个随机数生成器，无论类型是什么。我的意思是我可以生成 int 并将它们除以 10^n 以获得浮点数，但我不喜欢它的优雅。

template <class T>
T aleaGenVal(const T &min,const T &max)
{
    std::random_device dev;
    std::mt19937 rng(dev());

    std::uniform_int_distribution<T> dist(min,max);
    return dist(rng);
}

感谢您的帮助

Answer 1

std::uniform_int_distribution仅针对一些基本整数类型定义，std::uniform_real_distribution仅针对基本浮点类型定义。

您可以在 std::conditional_t

之间进行选择

不幸的是，有许多整数类型不能用于 std::uniform_int_distribution，因此我们必须枚举允许的类型。

template <typename> struct has_uniform_distribution : std::false_type;

template <std::floating_point T> struct has_uniform_distribution<T> : std::true_type;

template <> struct has_uniform_distribution<short> : std::true_type;
template <> struct has_uniform_distribution<unsigned short> : std::true_type;

template <> struct has_uniform_distribution<int> : std::true_type;
template <> struct has_uniform_distribution<unsigned int> : std::true_type;

template <> struct has_uniform_distribution<long> : std::true_type;
template <> struct has_uniform_distribution<unsigned long> : std::true_type;

template <> struct has_uniform_distribution<long long> : std::true_type;
template <> struct has_uniform_distribution<unsigned long long> : std::true_type;

template <typename T>
concept uniform_distribution = has_uniform_distribution<T>::value;

template <uniform_distribution T> // or sfinae over has_uniform_distribution in C++ earlier than C++20
T aleaGenVal(T min, T max)
{
    std::random_device dev;
    std::mt19937 rng(dev());

    using dist_t = std::conditional_t<
        std::is_integral_v<T>, 
        std::uniform_int_distribution<T>, 
        std::uniform_real_distribution<T>
    >;

    dist_t dist(min,max);
    return dist(rng);
}

template <typename T>
T aleaGenVal(T min, T max) = delete;

或者，我们可以为所有算术类型定义它，方法是使用最宽的生成器类型，并缩小结果范围

template <std::arithmetic T> // or sfinae over std::is_arithmetic in C++ earlier than C++20
T aleaGenVal(T min, T max)
{
    std::random_device dev;
    std::mt19937 rng(dev());

    using dist_t = std::conditional_t<
        std::is_integral_v<T>, 
        std::conditional_t<
            std::is_signed_v<T>, 
            std::uniform_int_distribution<long long>, 
            std::uniform_int_distribution<unsigned long long>> 
        std::uniform_real_distribution<T>>;

    dist_t dist(min,max);
    return static_cast<T>(dist(rng));
}

在 C++ 中模板化随机数生成器

templating a random number generator in c++

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