Táto hlavička predstavuje možnosti generovania náhodných čísel. Táto knižnica umožňuje vytvárať náhodné čísla pomocou kombinácií generátorov a distribúcií.

Generátory: Objekty, ktoré generujú rovnomerne rozdelené čísla.
• Distribúcie : Objekty, ktoré transformujú postupnosti čísel generované generátorom na postupnosti čísel, ktoré sledujú špecifické rozdelenie náhodných premenných, ako je napríklad rovnomerné normálne alebo binomické.

Generátory

I. Pseudonáhodné čísla: Používajú algoritmus na generovanie náhodných čísel na základe počiatočného zdroja. Toto sú:

1. linear_congruential_engine : Je to najjednoduchší nástroj v knižnici STL, ktorý generuje náhodné celé čísla bez znamienka. Z toho vyplýva: 

plná forma i d e

 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 

operátor():Generuje náhodné číslo.min:Poskytuje minimálnu hodnotu vrátenú členským operátorom().max:Poskytuje maximálnu hodnotu vrátenú členským operátorom().

// 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; } 

výstup:

211182246 is a random number between 1 and 2147483646

2. mersenne_twister_engine: Ide o nástroj s náhodnými číslami založený na algoritme Mersenne Twister. Vytvára vysoko kvalitné celočíselné náhodné čísla bez znamienka v intervale [0 (2^w)-1].
kde 'w' je veľkosť slova: Počet bitov každého slova v sekvencii stavov. 

operátor():Vygeneruje náhodné číslo.min:Vracia minimálnu hodnotu vrátenú členom operátora(), ktorá pre mersenne_twister_engine je vždy nula.max:Vracia maximálnu hodnotu vrátenú členským operátorom(), ktorá pre mersenne_twister_engine je 2w-1 (kde w je veľkosť slova).

// 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; } 

výstup:

3348201622 is a random number between 0 and 4294967295

3. subtract_with_carry_engine: Je to generátor pseudonáhodných čísel, ktorý vytvára celé čísla bez znamienka.
Použitý algoritmus je oneskorený Fibonacciho generátor so stavovou sekvenciou r celočíselných prvkov plus jedna prenosná hodnota.

operátor(): Vygeneruje náhodné číslo.max: Vracia maximálnu hodnotu vrátenú členským operátorom (), ktorá je (2^w)-1 pre subtract_with_carry_engine, kde 'w' je veľkosť slova.min: Vráti minimálnu hodnotu vrátenú členom operátora(), ktorá je vždy nula pre subtract_with_carry_engine.

// 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; } 

výstup:

8606455 is a random number between 0 and 16777215

II. Generátor náhodných čísel : Je to generátor náhodných čísel, ktorý produkuje nedeterministické náhodné čísla.

náhodné_zariadenie: Je to skutočný generátor náhodných čísel.operátor(): Vráti nové náhodné číslo.min: Vráti minimálnu hodnotu vrátenú členom operátora(), ktorá je pre náhodné_zariadenie vždy nula.max: Vráti maximálnu hodnotu vrátenú členom operator().

// 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; } 

výstup:

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

III. Pseudonáhodné čísla (inštancie) : Toto sú konkrétne príklady generátorových motorov a adaptérov:

ako zatvoriť režim vývojára

1. default_random_engine : Toto je trieda mechanizmu náhodných čísel, ktorá generuje pseudonáhodné čísla.

min: Vráti minimálnu hodnotu zadanú operátorom().max: Vráti maximálnu hodnotu zadanú operátorom().operátor(): Vráti nové náhodné číslo.
Funkcia zmení vnútorný stav o jeden, ktorý upraví hodnotu stavu podľa daného algoritmu:

 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;  }  

výstup:

201066682 is a random number between 1 and 2147483646

2. minstd_rand: Generuje pseudonáhodné čísla; je to podobné lineárny kongruenciálny generátor

operátor():Vráti nové náhodné číslo. Funkcia zmení vnútorný stav o jeden, ktorý upraví hodnotu stavu podľa nasledujúceho algoritmu:

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

min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú členom operator().max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú členom operator(), ktorá pre linear_congruential_engine je (modul-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;  } 

výstup:

matematické metódy v Jave

489592737 is a random number between 1 and 2147483646

3.MT19937: Je to generátor Mersenne Twister 19937. Ide o pseudonáhodný generátor 32-bitových čísel s veľkosťou stavu 19937 bitov.

operátor():Vygeneruje náhodné číslo. Funkcia zmení vnútorný stav o jednu pomocou prechodového algoritmu, ktorý vytvorí skrútenie vybraného prvku.max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú operátorom ().min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú operátorom().
 

// 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;  } 

výstup:

1445431990 is a random number between 0 and 4294967295

4. ranlux24_base: Je to základný generátor Ranlux 24. Je to pseudonáhodný generátor subtract-with-carry 24-bitových čísel, ktorý sa všeobecne používa ako základný motor pre generátor ranlux24.

operátor():Vráti nové náhodné číslo.
Funkcia zmení vnútorný stav volaním svojho prechodového algoritmu, ktorý na prvok aplikuje operáciu odčítania s prenášaním.max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú operátorom ().min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú operátorom().

// 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;  }  

výstup:

7275352 is a random number between 0 and 16777215

Podobný formát je použiteľný aj pre ostatné príklady.

IV. Adaptéry motora

1. discard_block_engine: Je to šablóna triedy adaptéra motora, ktorá prispôsobuje a Generátor pseudonáhodných čísel Engine typu pomocou iba prvkov „r“ každého bloku prvkov „p“ zo sekvencie, ktorú vytvára, pričom zvyšok sa zahodí.
Adaptér uchováva interný počet vyrobených prvkov v aktuálnom bloku.

Štandardné generátory ranlux24 a ranlux48 prispôsobiť a odčítať_s_nosným_motorom pomocou tohto adaptéra.

operátor():Vráti nové náhodné číslo.max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú operátorom ().min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú operátorom().

// 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;  }  

výstup:

8132325 is a random number between 0 and 16777215

2. independent_bits_engine: Je to šablóna triedy adaptéra motora, ktorá prispôsobuje a Generátor pseudonáhodných čísel Engine zadajte náhodné čísla so špecifickým počtom bitov (w).

operátor():Vráti nové náhodné číslo.
Algoritmus prechodu motora vyvolá člen operátora() základného motora toľkokrát, koľkokrát je potrebné na získanie dostatočného množstva významných bitov na vytvorenie náhodnej hodnoty.max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú operátorom ().min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú operátorom().

// 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;  }  

výstup:

pole pridávanie prvkov java

13551674127875514537 is a random number between 0 and 184467

3. shuffle_order_engine: Je to šablóna triedy adaptéra motora, ktorá prispôsobuje a Generátor pseudonáhodných čísel Engine typu, aby sa čísla doručili v inom poradí.
Objekt interne uchováva vyrovnávaciu pamäť k vygenerovaných čísel a na požiadanie vráti náhodne vybrané číslo vo vyrovnávacej pamäti, ktorá ho nahradí hodnotou získanou z jeho základného motora.

operátor():Vráti nové náhodné číslo.
Algoritmus prechodu motora vyberie hodnotu z internej tabuľky (ktorú vráti funkcia) a nahradí ju novou hodnotou získanou z jeho základného motora.max:Vracia maximálnu hodnotu zadanú operátorom ().min:Vracia minimálnu hodnotu zadanú operátorom().

// 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;  }  

výstup:

9213395 is a random number between 0 and 16777215