W tym nagłówku przedstawiono możliwości generowania liczb losowych. Biblioteka ta umożliwia tworzenie liczb losowych przy użyciu kombinacji generatorów i rozkładów.

Generatory: Obiekty generujące liczby o rozkładzie równomiernie rozłożonym.
• Dystrybucje : Obiekty przekształcające ciągi liczb wygenerowane przez generator na ciągi liczb zgodne z określonym rozkładem zmiennej losowej, takim jak jednolity normalny lub dwumianowy.

Generatory

I. Silniki liczb pseudolosowych: Używają algorytmu do generowania liczb losowych na podstawie początkowego materiału siewnego. Są to:

1. silnik_spójny_liniowy : Jest to najprostszy silnik w bibliotece STL, który generuje losowe liczby całkowite bez znaku. Oto co następuje: 

Pełna forma iskconu

 x = (a.x +c) mod m Where x= current state value a = multiplier parameter ; if m is not zero this parameter should be lower than m. c = increment parameter ; if m is not zero this parameter should be lower than m. m = modulus parameter 

operator():Generuje liczbę losową.min:Podaje minimalną wartość zwracaną przez operatora członkowskiego ().maks.:Podaje maksymalną wartość zwracaną przez operatora członkowskiego ().

// C++ program to illustrate // the use of operator() max and min // in linear_congruential_engine #include    #include  #include  using namespace std; // driver program int main () {  // finds the time between the system clock  //(present time) and clock's epoch  unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();    // minstd_rand0 is a standard  // linear_congruential_engine  minstd_rand0 generator (seed);     // generates the random number  cout << generator() << ' is a random number between ';    //use of min and max functions  cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();    return 0; } 

Wyjście:

211182246 is a random number between 1 and 2147483646

2. mersenne_twister_engine: Jest to silnik liczb losowych oparty na algorytmie Mersenne Twister. Tworzy wysokiej jakości liczby losowe w postaci liczb całkowitych bez znaku w przedziale [0 (2^w)-1].
gdzie „w” to rozmiar słowa: liczba bitów każdego słowa w sekwencji stanów. 

operator():Generuje liczbę losową.min:Zwraca minimalną wartość zwróconą przez operator(), która dla mersenne_twister_engine wynosi zawsze zero.maks.:Zwraca maksymalną wartość zwróconą przez operator(), która dla mersenne_twister_engine wynosi 2w-1 (gdzie w jest rozmiarem słowa).

// C++ program to illustrate the use of  // operator() min and max // in mersenne_twister_engine  #include    #include  #include  using namespace std; // Driver program int main () {    // finds the time between the system clock  // (present time) and clock's epoch  unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();    // mt19937 is a standard mersenne_twister_engine  mt19937 generator (seed);     // use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';    // use of max and min  cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();    return 0; } 

Wyjście:

3348201622 is a random number between 0 and 4294967295

3. odejmij_z_nośnym_silnikiem: Jest to silnik generatora liczb pseudolosowych, który generuje liczby całkowite bez znaku.
Zastosowany algorytm jest opóźniony generator Fibonacciego z sekwencją stanu składającą się z r elementów całkowitych plus jedna wartość przeniesienia.

operator(): Generuje liczbę losową.maks: Zwraca maksymalną wartość zwróconą przez element operator(), która wynosi (2^w)-1 dla subtract_with_carry_engine, gdzie „w” to rozmiar słowa.min: Zwraca minimalną wartość zwróconą przez operator(), która dla subtract_with_carry_engine zawsze wynosi zero.

// C++ program to illustrate the use of  // operator() min and max // in subtract_with_carry_engine #include    #include  #include  using namespace std; // Driver program int main () {    // finds the time between the system clock  // (present time) and clock's epoch  unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();    subtract_with_carry_engine<unsigned 24 10 24> generator (seed);    // use of operator()  cout << generator() << ' is a random number between ';    // use of min and max  cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();  return 0; } 

Wyjście:

8606455 is a random number between 0 and 16777215

II. Generator liczb losowych : Jest to generator liczb losowych, który generuje niedeterministyczne liczby losowe.

losowe_urządzenie: To jest prawdziwy generator liczb losowych.operator(): Zwraca nową liczbę losową.min: Zwraca minimalną wartość zwróconą przez operatora(), która dla random_device wynosi zawsze zero.maks: Zwraca maksymalną wartość zwróconą przez operatora elementu członkowskiego ().

// C++ program to illustrate the use of  // operator() min and max // in random_device  #include    #include  using namespace std; //Driver program int main () {  random_device example;    cout << 'default random_device characteristics:' << endl;    // use of min  cout << 'minimum: ' << example.min() << endl;    // use of max  cout << 'maximum: ' << example.max() << endl;    // use of entropy  cout << 'entropy: ' << example.entropy() << endl;    // use of operator()  cout << 'a random number: ' << example() << endl;    return 0; } 

Wyjście:

default random_device characteristics: minimum: 0 maximum: 4294967295 entropy: 0 a random number: 3705944883

III. Silniki liczb pseudolosowych (instancje) : Oto konkretne instancje silników generatorów i adapterów:

Java dodaj do tablicy

1. domyślny_losowy_silnik : Jest to klasa silnika liczb losowych, która generuje liczby pseudolosowe.

min: Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().maks: Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().operator(): Zwraca nową liczbę losową.
Funkcja zmienia stan wewnętrzny o jeden, co modyfikuje wartość stanu zgodnie z zadanym algorytmem:

 x= (a.x + c)mod m Where x= current state value a and c = respective class template parameters m = class template parameter 

// C++ program to illustrate the use of  // operator() min and max  // in default_random_engine  #include     #include   #include   using namespace std;    // Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   // (present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     // minstd_rand0 is a standard linear_congruential_engine   minstd_rand0 generator (seed);     // generates the random number   cout << generator() << ' is a random number between ';     // Use of min and max   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  }  

Wyjście:

201066682 is a random number between 1 and 2147483646

2. minstd_rand: Generuje liczby pseudolosowe; jest podobne do liniowy generator kongruencjalny

operator():Zwraca nową liczbę losową. Funkcja zmienia stan wewnętrzny o jeden, co modyfikuje wartość stanu według następującego algorytmu:

x = (a.x + c) mod m where x= current state value a c and m=class template parameter

min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operatora().maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator(), która dla silnika linear_congruential_engine wynosi (moduł-1).

// C++ program to illustrate  // the use of operator() max and min  // in minstd_rand  #include     #include   #include   using namespace std;    //Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     // minstd_rand0 is a standard   //linear_congruential_engine   minstd_rand0 generator (seed);     // use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  } 

Wyjście:

pomiń listę

489592737 is a random number between 1 and 2147483646

3.MT19937: Jest to generator Mersenne Twister 19937. Jest to generator pseudolosowy liczb 32-bitowych o rozmiarze stanu wynoszącym 19937 bitów.

operator():Generuje liczbę losową. Funkcja zmienia stan wewnętrzny o jeden za pomocą algorytmu przejścia, który powoduje skręcenie wybranego elementu.maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().
 

// C++ program to illustrate the  // use of operator()min and max  // in mt19937  #include     #include   #include   using namespace std;    // Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     // mt19937 is a standard   //mersenne_twister_engine   mt19937 generator (seed);     //use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  } 

Wyjście:

1445431990 is a random number between 0 and 4294967295

4. ranlux24_base: Jest to generator bazowy Ranlux 24. Jest to pseudolosowy generator liczb 24-bitowych z funkcją odejmowania i przenoszenia, powszechnie używany jako podstawowy silnik generatora ranlux24.

operator():Zwraca nową liczbę losową.
Funkcja zmienia stan wewnętrzny wywołując algorytm przejścia, który stosuje na elemencie operację odejmowania z przeniesieniem.maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().

// C++ program to illustrate  // the use of operator()min and max  // in ranlux24_base  #include     #include   #include   using namespace std;    //Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();   subtract_with_carry_engine<unsigned241024> generator (seed);     //use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  }  

Wyjście:

7275352 is a random number between 0 and 16777215

Podobny format ma zastosowanie w przypadku pozostałych przykładów.

IV. Adaptery silnika

1. cancel_block_engine: Jest to szablon klasy adaptera silnika, który dostosowuje plik Generator liczb pseudolosowych Silnik wpisz, używając tylko elementów „r” z każdego bloku elementów „p” z utworzonej sekwencji, odrzucając resztę.
Adapter prowadzi wewnętrzne zliczanie liczby elementów wyprodukowanych w bieżącym bloku.

Standardowe generatory ranlux24 I ranlux48 dostosować się subtract_with_carry_engine za pomocą tego adaptera.

operator():Zwraca nową liczbę losową.maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().

// C++ program to illustrate  // the use of operator()min and max  // in the discard_block_engine  #include     #include   #include   using namespace std;    //Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     // ranlux24 is a standard instantiation   //of discard_block_engine:   ranlux24 generator (seed);     //use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  }  

Wyjście:

8132325 is a random number between 0 and 16777215

2. niezależny_bits_engine: Jest to szablon klasy adaptera silnika, który dostosowuje plik Generator liczb pseudolosowych Silnik type, aby wygenerować liczby losowe z określoną liczbą bitów (w).

operator():Zwraca nową liczbę losową.
Algorytm przejścia silnika wywołuje element operator() silników podstawowych tyle razy, ile jest to konieczne, aby uzyskać wystarczającą liczbę znaczących bitów do skonstruowania wartości losowej.maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().

// C++ program to illustrate  // the use of operator()min and max  // in independent_bits_engine  #include     #include     // It imports the symbol names in  // std namespace and possibly in Global namespace.  #include   #include   using namespace std;    //Driver program  int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     //use of independent_bits_engine   independent_bits_engine<mt1993764uint_fast64_t> generator (seed);     //use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  }  

Wyjście:

lista stanów

13551674127875514537 is a random number between 0 and 184467

3. shuffle_order_engine: Jest to szablon klasy adaptera silnika, który dostosowuje plik Generator liczb pseudolosowych Silnik wpisz tak, aby liczby były dostarczane w innej kolejności.
Obiekt przechowuje wewnętrznie bufor k wygenerowanych liczb i na żądanie zwraca losowo wybraną liczbę w obrębie bufora, zastępując ją wartością uzyskaną z jego podstawowego silnika.

operator():Zwraca nową liczbę losową.
Algorytm przejścia silnika wybiera wartość z wewnętrznej tabeli (która jest zwracana przez funkcję) i zastępuje ją nową wartością uzyskaną z silnika bazowego.maks.:Zwraca maksymalną wartość podaną przez operator().min:Zwraca minimalną wartość podaną przez operator().

// C++ program to illustrate  // the use of operator()min and max  // in shuffle_order_engine  #include     #include   #include   using namespace std;    int main ()  {     // finds the time between the system clock   //(present time) and clock's epoch   unsigned seed = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();     // ranlux24 is a standard instantiation   // of discard_block_engine:   ranlux24 generator (seed);     //use of operator()   cout << generator() << ' is a random number between ';     //use of max and min   cout << generator.min() << ' and ' << generator.max();     return 0;  }  

Wyjście:

9213395 is a random number between 0 and 16777215