C++ 和 Python（随机数生成器）之间的整数计算结果不匹配

Question

我的一个项目需要一个伪随机数生成方案（独立于标准库），我尝试了一个简单的基于 LCG 的 RNG。它似乎工作正常，只是它在 C++ 和 Python 中产生不同的值。我在下面给出了两者的相关代码。我找不到错误。任何帮助将不胜感激！

(c++)

// file: lgc.cc
// compile and run with: g++ lgc.cc -o lgc && ./lgc

#include <cstdio>
#include <cstdint>
#include <vector>

using namespace std;

uint64_t LGC(uint64_t x) {
  uint64_t A = 1103515245;
  uint64_t C = 12345;
  uint64_t M = (1 << 31);
  return (A * x + C) % M;
}

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

  for (auto x : {485288831, 485288832, 10, 16, 255, 756}) {
    uint64_t y = LGC(x);
    printf("%u %u\n", (uint32_t)x, (uint32_t) y);
  }

  return 0;
}

(python)

# file: lgc.py
# run with: python3 lgc.py

def LGC(x):
    A = 1103515245;
    C = 12345;
    M = int(2 ** 31);
    return (A * x + C) % M;

for x in [485288831, 485288832, 10, 16, 255, 756]:
    y = LGC(x)
    print(x, y)

（结果：c++）

485288831 3822790476
485288832 631338425
10 2445230203
16 476387081
255 2223525580
756 1033882141

（结果：python）

485288831 1675306828
485288832 631338425
10 297746555
16 476387081
255 76041932
756 1033882141

Answer 1

问题在于移位：uint64_t M = (1 << 31); 对于 32 位整数，(1<<31) 是一个负数 -2147483648，因为这是有符号整数数学运算。要解决此问题，您可以使用 uint64_t M = (1U << 31); 使移位使用无符号 32 位整数。您还可以使用 uint64_t M = (1UL << 31); 让计算使用 64 位无符号整数

以下 link 显示在具有 32 位 int 的系统上打印 (1 << 31)、(1U << 31) 和 (1UL << 31) 的输出： https://ideone.com/vU0eyX

C++ 和 Python（随机数生成器）之间的整数计算结果不匹配

Mismatch in integer calculation results between C++ and Python (random number generator)

c++

python

random

lcg