О rand () в c

Question

q1)

Является ли эта реализация rand () и srand ():

• правильной?
• используемой наиболее популярными реализациями?
• требуется стандартом?

unsigned int __seed;

void srand(unsigned int s) {
    __seed = s;
}

int rand() {
    __seed = __deterministic_and_fast_mathematical_expression_that_depend_only_of_seed(__seed); // Call it expr(), Declared somewhere
    return __seed;
}

q2)

Тогда, если q1) верно (или по-другому), верно ли говорить, что существуетциклы в такой функции, что rand () можно интерпретировать как циклическую последовательность, заданную в случайной точке?

// Hypotetically
srand(a)
if rand() = b then expr(a) = b
if rand() = a then expr(b) = a
// Then any call to rand would give successively [a, b, a, b, a, ...] infinitely
// This example is for two values but can work for a sequence of any length

Я предполагаю, что функция rand () является циклической после максимум 2 ^ 64 итераций на64 бита и 2 ^ 32 на 32 бита. Например, если где-то в последовательности есть:

12891, 872821, 33, 872821, 33, 872821, ... Infinitely

Мы можем изолировать деталь 33, 872821 и деталь до и сделать стрелку от второго до первого. Тогда функция ранда может быть описана этим графиком, сгенерированным этой процедурой:

for(int i = 0; i < RAND_MAX; i++) {
    srand(i);
    while(rand() != i);
    // ISolate the cycle for seed = i
}

q3)

Если q2) истинно (или другим способом), как мы можем гарантировать, чтоэта функция не выдаст «разбитую» последовательность с повторениями или очень мало, или просто она не указана?

q4)

Можем ли мы узнать, какое начальное число предшествует последовательности?

Answer 1

В соответствии с спецификацией Unix (и C стандартом ), rand() будет генерировать последовательность псевдослучайных чисел с периодом не менее 2 ^ 32.

Функция rand () вычисляет последовательность псевдослучайных целых чисел в диапазоне от 0 до {RAND_MAX} с периодом не менее 2 ^ 32.

Это означает, чтоон не будет повторять одну и ту же последовательность чисел, пока не достигнет 2 ^ 32 сгенерированных чисел. Что касается вашего первого вопроса, он является детерминированным, так как одно и то же начальное число, данное rand(), будет каждый раз производить одну и ту же последовательность.

Answer 2

1) правильно? да
требуется? нет конкретных требований. качество сгенерированных чисел является вопросом «качества реализации»

2) в стандарте нет требований, за исключением повторяемости

3) качества реализации

4) качество исполнения

Answer 3

q1) Является ли эта реализация rand () и srand (): правильной?

Я бы сказал, нет.
* Код определенно не ограничивает диапазон rand() до [0...INT_MAX]. @ Флюгер . return __seed & INT_MAX решит это.
* Незарезервированный идентификатор __seed - это нет-нет. C17dr 7.1.3 1. Я бы ожидал, что static unsigned __seed ограничит область.
* Для пользователя, сделавшего rand(),srand(), я бы также ожидал определение RAND_MAX.

q1) Является ли эта реализация rand () и srand (): используемой самыми популярными реализациями?

Сомнительно. IAC, «наиболее популярные» реализации субъективны. Производятся миллиарды встроенных процессоров в год, и их популярность и небольшая площадь могут исказить идею «самой популярной» реализации. Я не вижу никакого преимущества, если предположить такую ​​реализацию, кроме как использовать слабый rand(). Я ожидаю, что большинство реализаций будет стремиться использовать более широкое состояние, чем начальное число. ^**

q1) Является ли эта реализация rand () и srand (): требуетсястандарт?

Нет. Стандарт довольно открытый.

---

^** Хотя начальное значение ограничено unsigned, скажем, 32-битным, переменная состояния может быть намного шире - возможно, сотнибит. Конечно, это означает, что все состояния не могут быть начальными точками.

srand() начальное число также может в основном игнорироваться. Когда я читаю спецификацию, нет необходимости использовать все биты начального числа.

Качество srand(), rand() может быть большим или слабым - такой же маленький диапазон, как [0...32767] и, возможно, цикл, которыйтоже маленький.

q4) Можем ли мы выяснить, какое семя предшествует последовательности?

Грубая сила приходит на ум - попробуйте много семян. По спецификации, та же самая начальная точка будет генерировать ту же самую выходную последовательность rand() для реализации , что и реализация . Кроме этого, не указан способ. Обратите внимание, что желаемое начальное число может не существовать для достижения выбранной последовательности rand() из начального числа.