mt19937 伪随机数生成器

• 1. 算法简介
• 2. 产生均匀的随机数
• 3. 常见分布

1. 算法简介

std::mt19937 是伪随机数产生器，用于产生高性能的随机数。C++ 11 引入，返回值为 unsigned int 。这个伪随机数产生器基于 Mersenne Twister 算法，其周期可达到 $2^{19937}-1$，其定义在 <random> 头文件中。

std::mt19937 接收一个 unsigned int 数作为种子，定义如下：

std::mt19937 mt_rand(std::random_device{}());
std::mt19937 mt_rand(time(0));
std::mt19937 mt_rand(std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());

其中 time() 是定义在 C 语言库 <time.h> 中的时间函数，返回当前秒数。

std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count() 则是返回当前的纳秒数，但最后三位数永远是零，计算机不会计算比微秒更精确的时间。

2. 产生均匀的随机数

示例代码：

#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;

int main() {
    mt19937 rng{random_device{}()};
    uniform_real_distribution<double> uni{0, 1};
    cout << uni(rng) << endl;
}

3. 常见分布

• 均匀分布
  • uniform_int_distribution
  • uniform_real_distribution
• 正态分布
  • normal_distribution
• 伯努利分布
  • binomial_distribution