如何在 C 中有效生成均匀分布的随机整数？

高效生成均匀分布的随机整数

在编程领域，生成随机数在各种应用中起着至关重要的作用。在这些任务中，创建均匀分布的随机整数是一个常见的要求。让我们探索现有方法的局限性，并提出一个优化的解决方案，以满足速度、均匀性、可变范围和可播种性的特定要求。

朴素方法的局限性

使用 rand() 函数的简单方法由于排除了最大边界值而无法提供真正的均匀性。为了解决这个问题，提出了第二个公式，但实验显示分布不均匀。

最佳解决方案：利用 C 标准库

幸运的是，C 标准库提供了生成无偏随机数的综合解决方案：标头。此标头提供了高级随机数引擎，例如 Mersenne-Twister 和确保一致、统一结果的分布类。

以下 C 代码片段演示了实现：

#include <random>

std::random_device rd;     // Random device for seed initialization
std::mt19937 rng(rd());    // Random-number engine using Mersenne-Twister
std::uniform_int_distribution<int> uni(min,max); // Distribution class for uniform integers

auto random_integer = uni(rng);

此方法具有显着的优势：

• 速度： C 标准库专为性能而设计，提供优化的解决方案。
• 一致性： std::uniform_int_distribution 类保证指定范围内的无偏结果。
• 可变范围： 该解决方案支持任意范围最小值和最大值
• 可播种性： std::random_device 允许随机引擎的播种以实现可重复性。

通过利用 C 标准库，您可以毫不费力地高效可靠地生成均匀分布的随机整数，无需复杂的公式或重新发明轮子。

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