그래서 저는 rand ()가 해로운 것으로 간주 되는 강연을 보았습니다. 그리고 그것은 단순 std::rand()플러스 모듈러스 패러다임 보다 난수 생성의 엔진 배포 패러다임을 사용하도록 옹호했습니다 .

그러나 나는 std::rand()직접 실패를보고 싶었 기 때문에 빠른 실험을했다.

1. 기본적으로 2 개의 함수를 작성 getRandNum_Old()했고 getRandNum_New()0에서 5 사이의 난수를 생성했습니다.std::rand() 하고 std::mt19937+ std::uniform_int_distribution각각.
2. 그런 다음 “이전”방식을 사용하여 960,000 (6으로 나눌 수있는) 난수를 생성하고 숫자 0-5의 빈도를 기록했습니다. 그런 다음 이러한 주파수의 표준 편차를 계산했습니다. 내가 찾고있는 것은 분포가 진정으로 균일 할 경우 일어날 일이기 때문에 가능한 한 낮은 표준 편차입니다.
3. 이 시뮬레이션을 1000 번 실행하고 각 시뮬레이션에 대한 표준 편차를 기록했습니다. 또한 소요 시간을 밀리 초 단위로 기록했습니다.
4. 그 후 다시 똑같이했지만 이번에는 “새로운”방식으로 난수를 생성했습니다.
5. 마지막으로 구식과 신법 모두에 대한 표준 편차 목록의 평균과 표준 편차를 계산했고 구식과 신법 모두에 대해 취한 시간 목록의 평균과 표준 편차를 계산했습니다.

결과는 다음과 같습니다.

[OLD WAY]
Spread
       mean:  346.554406
    std dev:  110.318361
Time Taken (ms)
       mean:  6.662910
    std dev:  0.366301

[NEW WAY]
Spread
       mean:  350.346792
    std dev:  110.449190
Time Taken (ms)
       mean:  28.053907
    std dev:  0.654964

놀랍게도 롤의 총 ​​스프레드는 두 방법 모두 동일했습니다. 즉, std::mt19937+ std::uniform_int_distribution는 단순한 것보다 “더 균일”하지 않았습니다.std::rand() +% . 내가 만든 또 다른 관찰은 새로운 것이 이전 방식보다 약 4 배 느리다는 것입니다. 전반적으로 품질 향상은 거의없이 속도면에서 엄청난 비용을 지불하는 것 같았습니다.

내 실험에 어떤 식 으로든 결함이 있습니까? 아니면std::rand() 정말 그렇게 나쁘지 않고 더 좋을까요?

참고로 다음은 전체적으로 사용한 코드입니다.

#include <cstdio>
#include <random>
#include <algorithm>
#include <chrono>

int getRandNum_Old() {
    static bool init = false;
    if (!init) {
        std::srand(time(nullptr)); // Seed std::rand
        init = true;
    }

    return std::rand() % 6;
}

int getRandNum_New() {
    static bool init = false;
    static std::random_device rd;
    static std::mt19937 eng;
    static std::uniform_int_distribution<int> dist(0,5);
    if (!init) {
        eng.seed(rd()); // Seed random engine
        init = true;
    }

    return dist(eng);
}

template <typename T>
double mean(T* data, int n) {
    double m = 0;
    std::for_each(data, data+n, [&](T x){ m += x; });
    m /= n;
    return m;
}

template <typename T>
double stdDev(T* data, int n) {
    double m = mean(data, n);
    double sd = 0.0;
    std::for_each(data, data+n, [&](T x){ sd += ((x-m) * (x-m)); });
    sd /= n;
    sd = sqrt(sd);
    return sd;
}

int main() {
    const int N = 960000; // Number of trials
    const int M = 1000;   // Number of simulations
    const int D = 6;      // Num sides on die

    /* Do the things the "old" way (blech) */

    int freqList_Old[D];
    double stdDevList_Old[M];
    double timeTakenList_Old[M];

    for (int j = 0; j < M; j++) {
        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::fill_n(freqList_Old, D, 0);
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int roll = getRandNum_Old();
            freqList_Old[roll] += 1;
        }
        stdDevList_Old[j] = stdDev(freqList_Old, D);
        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        auto dur = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end-start);
        double timeTaken = dur.count() / 1000.0;
        timeTakenList_Old[j] = timeTaken;
    }

    /* Do the things the cool new way! */

    int freqList_New[D];
    double stdDevList_New[M];
    double timeTakenList_New[M];

    for (int j = 0; j < M; j++) {
        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::fill_n(freqList_New, D, 0);
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int roll = getRandNum_New();
            freqList_New[roll] += 1;
        }
        stdDevList_New[j] = stdDev(freqList_New, D);
        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        auto dur = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end-start);
        double timeTaken = dur.count() / 1000.0;
        timeTakenList_New[j] = timeTaken;
    }

    /* Display Results */

    printf("[OLD WAY]\n");
    printf("Spread\n");
    printf("       mean:  %.6f\n", mean(stdDevList_Old, M));
    printf("    std dev:  %.6f\n", stdDev(stdDevList_Old, M));
    printf("Time Taken (ms)\n");
    printf("       mean:  %.6f\n", mean(timeTakenList_Old, M));
    printf("    std dev:  %.6f\n", stdDev(timeTakenList_Old, M));
    printf("\n");
    printf("[NEW WAY]\n");
    printf("Spread\n");
    printf("       mean:  %.6f\n", mean(stdDevList_New, M));
    printf("    std dev:  %.6f\n", stdDev(stdDevList_New, M));
    printf("Time Taken (ms)\n");
    printf("       mean:  %.6f\n", mean(timeTakenList_New, M));
    printf("    std dev:  %.6f\n", stdDev(timeTakenList_New, M));
}