<random>在Linux中生成相同的数字，但在Windows中生成相同的数字

Question 1

下面的代码用于在间隔[1,100]中生成五个伪随机数的列表。我为default_random_enginewith设置了种子time(0)，它以unix时间返回系统时间。当我使用Microsoft Visual Studio 2013在Windows 7上编译并运行该程序时，它会按预期运行（请参阅下文）。但是，当我在Arch Linux中使用g ++编译器执行此操作时，它的行为就很奇怪。

在Linux中，每次将生成5个数字。每次执行后4个数字将有所不同（通常是这样），但第一个数字将保持不变。

Windows和Linux上5次执行的示例输出：

      | Windows:       | Linux:        
---------------------------------------
Run 1 | 54,01,91,73,68 | 25,38,40,42,21
Run 2 | 46,24,16,93,82 | 25,78,66,80,81
Run 3 | 86,36,33,63,05 | 25,17,93,17,40
Run 4 | 75,79,66,23,84 | 25,70,95,01,54
Run 5 | 64,36,32,44,85 | 25,09,22,38,13

更令人迷惑的是，在Linux上，第一个数字会定期增加一个。获得上述输出后，我等待了大约30分钟，然后再次尝试发现第一个数字已更改，现在始终生成为26。它一直定期递增1，现在为32。它似乎对应随着价值的变化time(0)。

为什么第一个数字在每次运行中很少改变，然后又增加1？

代码。它整齐地打印出5个数字和系统时间：

#include <iostream>
#include <random>
#include <time.h>

using namespace std;

int main()
{
    const int upper_bound = 100;
    const int lower_bound = 1;

    time_t system_time = time(0);    

    default_random_engine e(system_time);
    uniform_int_distribution<int> u(lower_bound, upper_bound);

    cout << '#' << '\t' << "system time" << endl
         << "-------------------" << endl;

    for (int counter = 1; counter <= 5; counter++)
    {
        int secret = u(e);
        cout << secret << '\t' << system_time << endl;
    }   

    system("pause");
    return 0;
}

Question 2

这是怎么回事：

default_random_engine在libstdc ++（GCC的标准库）中minstd_rand0，是，这是一个简单的线性同余引擎：
```
typedef linear_congruential_engine<uint_fast32_t, 16807, 0, 2147483647> minstd_rand0;
```
该引擎生成随机数的方式是x _{i + 1} =（16807x _i + 0）mod 2147483647。
因此，如果种子相差1，那么大多数情况下，第一个生成的数字相差16807。
该生成器的范围是[1，2147483646]。libstdc ++ uniform_int_distribution将其映射到[1，100]范围内的整数的方式本质上是这样的：生成一个number n。如果该数字不大于2147483600，则返回(n - 1) / 21474836 + 1; 否则，请尝试使用新号码。
很容易看出，在大多数情况下，n在此过程中，两个仅相差16807的s在[1，100]中将产生相同的数字。实际上，人们希望生成的数字大约每21474836/16807 = 1278秒或21.3分钟增加1，这与您的观察非常吻合。

MSVC default_random_engine是mt19937，没有这个问题。

Question 3

该std::default_random_engine是实现定义。使用std::mt19937或std::mt19937_64代替。

此外std::time，ctime功能不是很准确，请改用<chrono>标头中定义的类型：

#include <iostream>
#include <random>
#include <chrono>

int main()
{
    const int upper_bound = 100;
    const int lower_bound = 1;

    auto t = std::chrono::high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count();

    std::mt19937 e;
    e.seed(static_cast<unsigned int>(t)); //Seed engine with timed value.
    std::uniform_int_distribution<int> u(lower_bound, upper_bound);

    std::cout << '#' << '\t' << "system time" << std::endl
    << "-------------------" << std::endl;

    for (int counter = 1; counter <= 5; counter++)
    {
        int secret = u(e);

        std::cout << secret << '\t' << t << std::endl;
    }   

    system("pause");
    return 0;
}

Question 4

在Linux中，随机函数不是概率意义上的随机函数，而是伪随机数生成器。它用种子腌制，并基于该种子产生的数量是伪随机且均匀分布的。Linux方式的优势在于，在使用来自种群的信息进行某些实验的设计中，可以测量已知输入信息调整后的重复实验。当最终程序准备好进行实际测试时，可以通过要求用户移动鼠标，将鼠标移动与一些击键混合以及自最后通电。

Windows随机数种子是从鼠标，键盘，网络和一天中的时间数字的集合中获得的。这是不可重复的。但是，如果如上所述，该盐值可以重置为已知种子，则该盐值将参与实验设计。

哦，是的，Linux有两个随机数生成器。一个是默认值，是32位模，另一个是64位模。您的选择取决于精度需求和希望用于测试或实际使用的计算时间。