c++ - 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);

遵循 randperm documentation :

randperm uses the same random number generator as rand

在 rand 中 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

来自 C++ random number library 的不同类别大致工作如下:

• std::random_device是一个均匀分布随机数生成器，它可以访问您系统中的硬件设备，或者类似于 Linux 上的 /dev/random。它通常只用于为伪随机生成器提供种子，因为底层设备通常会很快耗尽熵。
• std::mt19937是一个使用 Mersenne Twister engine 的快速伪随机数生成器其中，根据原作者的论文标题，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 仅用于为该生成器提供种子，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提供种子，这绝对不是均匀分布的)。
• 通常，您使用 std::mt19937 等生成器来提供特定的分布，例如一个std::uniform_int_distribution或 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。因此，std::mt19937 是统一的，std::shuffle 也应该表现统一。因此，一切都尽可能统一。