C++ std::knuth_b

在本文中，我们将讨论 C++ 中的 std::knuth_b 及其特点、示例和用例。

std::knuth_b() 函数是什么？

std::knuth_b 是 C++ 标准库中提供的一种随机数生成器，以著名计算机科学家 Donald E. Knuth 的名字命名。它位于 <random> 头文件中，是最简单但高效的伪随机数生成器之一。该引擎源自 “带借位减法 (SWB)” 算法，是滞后斐波那契生成器的一种形式。std::knuth_b 被称为带借位减法类型，是一种滞后斐波那契生成器。它简单、快速且具有良好的统计特性，因此在许多应用中都很有用。

std::knuth_b 的特点

C++ 中 std::knuth_b() 函数的几个特点如下：

1. 简单性
   然而，它在各种原始应用中非常易于使用和理解，并且在许多应用中得到普遍使用。
2. 速度
   它比随机分布质量具有更好的精确时间。
3. 确定性
   由于所有其他伪随机数生成器提供相同的种子，它们将生成相同的值序列。

统计属性

了解 std::knuth_b 的统计属性对于评估其效率并保证其适用于我们的应用是必需的。

1. Period (句点)
   std::knuth_b 周期是指序列开始重复之前的值的数量。对于 std::knuth_b() 函数，该周期比许多数量级都要大，因此该函数专门为长时间运行的函数而设计。
2. 均匀分布
   以使数字在引擎范围内均匀分布的方式生成数字。这种均匀性在许多统计应用中很重要。
3. 随机性质量
   研究发现，std::knuth_b 的随机性质量足以满足大多数非密码学用途。大多数随机数生成测试表明它通过了大部分测试。

示例程序

1. 从数据集中进行随机抽样

让我们举一个例子来说明 C++ 中 std::knuth_b() 函数的用法。

输出

2. 随机快速排序

输出

用例

C++ 中 std::knuth_b() 函数的几个用例如下：

1. 游戏

在游戏开发中，std::knuth_b 可用于生成随机数以解决问题，例如关卡内容生成、洗牌或随机事件的发生。

2. 随机算法

随机算法，例如随机快速排序或随机选择，受益于使用 std::knuth_b 来实现预期性能所需的随机性。

3. 模拟

std::knuth_b 函数可用于随机性质量和工作率都很重要的情况。例如，在蒙特卡洛模拟中，多次迭代和随机抽样是不可避免的。

4. 密码学

虽然 std::knuth_b 函数是非欺骗性的且易于计算，但由于其确定性，它在密码学中的使用受到限制。然而，它适用于需要随机数的非安全性增强应用。

5. 统计抽样

统计数据收集主要涉及在一个给定的人口中进行抽样，特别是随机抽样。例如，在一个公民人口中，我们可以使用 std::knuth_b 函数选择样本，这些样本将用于确定人口特征，而无需让人口中的每个人都参与。

结论

总之，std::knuth_b 函数是 C++ 中一种通用且快速的随机数生成器。它相对简单，并且与 C++ 标准库的其他功能兼容，用于生成随机数。无论是用于模拟、游戏还是统计抽样，std::knuth_b 在定义简单性、速度和随机性质量方面都更加平衡。通过理解和利用 std::knuth_b 函数进行随机数生成，我们可以通过可靠且快速的生成来完善我们的应用程序。