29 Numerics library [numerics]

29.6 Random number generation [rand]

29.6.1 Requirements [rand.req]

29.6.1.4 Random number engine requirements [rand.req.eng]

random number engine (Обычно сокращенноengine) e типаE является равномерной случайной генератор битов , что дополнительно отвечает требованиям (например, для посева , а также для ввода / вывода) , указанные в данном разделе.

В любой момент времени e имеет состояниеe $_{i}$ для некоторого целого числа $i \geq 0$ . При постройке e имеет исходное состояниеe $_{0}$ . Состояние двигателя может быть установлено с помощью конструктора,seed функции, присваивания или подходящегоoperator>>.

Eспецификация должна определять:

a)размерEсостояния, кратный размеруresult_type, заданному как интегральное постоянное выражение;
b)transition algorithm TA , с помощью которогоe«s государстваe $_{i}$ продвигаются к егоsuccessor state e $_{i + 1}$ ; а также
c)сgeneration algorithm GA помощью которого состояние двигателя отображается на значение типаresult_type.

Класс,E который удовлетворяет требованиям a,uniform random bit generator также удовлетворяет требованиям a,random number engine если выражения, показанные в таблице104 , действительны и имеют указанную семантику, аE также if удовлетворяет всем другим требованиям этого раздела[rand.req.eng]. В этой таблице и в этом разделе:

a)T тип, названный Eассоциированнымresult_type;
b)e это значениеE, v является именующим изE, x иy которые (возможноconst) значенияE;
c)s значениеT;
d)q является lvalue, удовлетворяющим требованиям aseed sequence;
e)z это значение типаunsigned long long;
f)os - lvalue типа некоторой специализации шаблона класса basic_ostream<charT,traits>; а также
g)is - lvalue типа некоторой специализации шаблона класса basic_istream<charT,traits>;

гдеcharT иtraits ограничены согласно пунктам[strings] и пунктам[input.output].

Таблица104 - Требования к механизму случайных чисел

Выражение	Тип возврата	До / после состояния	Сложность
E()		Создает механизм с тем же начальным состоянием, что и все другие механизмы типа, построенные по умолчаниюE.	$O (size of state)$
E(x)		Создает движок, который сравнивает равныйx.	$O (size of state)$
E(s)		Создает движок с начальным состоянием, определяемымs.	$O (size of state)$
E(q)268		Создает движок с начальным состоянием, которое зависит от последовательности, созданной одним вызовомq.generate.	q.generate такая же, как сложность вызываемой последовательности, длина которой равна размеру состояния
e.seed()	void	Postconditions: e == E().	такой же какE()
e.seed(s)	void	Postconditions: e == E(s).	такой же какE(s)
e.seed(q)	void	Postconditions: e == E(q).	такой же какE(q)
e()	T	Авансыeдержавотворческаяe $_{i}$ к e $_{i + 1}$ $= T A ($ e $_{i}$ ) и возвращается GA(e $_{i}$ ).	за таблицу103
e.discard(z) 269	void	Авансыeдержавотворческихe $_{i}$ к $e_{i + z}$ любому способу эквивалентногоz последовательным вызововe().	не хуже сложностиz последовательных звонковe()
x == y	bool	Этот оператор является отношением эквивалентности. С $S_{x}$ и $S_{y}$ как бесконечные последовательности значений, которые будут сгенерированы повторными вызовами в будущем,x() иy(), соответственно, возвращаетtrue if $S_{x} = S_{y}$ ; иначе возвращаетсяfalse.	$O (size of state)$
x != y	bool	!(x == y).	$O (size of state)$
os << x	ссылка на типos	Еслиos.fmtflags задано значение ios_base::dec\|ios_base::left и символ заполнения установлен на пробел,os выполняется запись в текстовое представлениеxтекущего состояния. В выводе соседние числа разделяются одним или несколькими пробелами. И символ - заполнитель не изменяются. Postconditions: os.fmtflags	$O (size of state)$
is >> v	ссылка на типis	Еслиis.fmtflags установлено вios_base::dec, устанавливаетvсостояние, определяемое чтением его текстового представления изis. Если обнаружен неверный ввод, гарантирует, чтоvсостояние не изменится в результате операции и вызововis.setstate(ios::failbit) (которые могут вызывать throwios::failure ([iostate.flags])). Если текстовое представление, записанное через,os << x было впоследствии прочитано черезis >> v, тоx == v при условии, что не было промежуточных вызовов ofx или ofv. Requires: is предоставляет текстовое представление, которое ранее было написано с использованием выходного потока, встроенная локаль которого была такой же, как и уis, и аргументы специализации шаблона charT и для которогоtraits были, соответственно, такими же, как уis. Неизменны. Postconditions: is.fmtflags	$O (size of state)$

E должны соответствовать требованиямCopyConstructible иCopyAssignable типам. Каждая из этих операций должна быть по сложности не хуже $O (size of state)$ .

268)

Этот конструктор (а также последующая соответствующаяseed() функция) может быть особенно полезен для приложений, требующих большого количества независимых случайных последовательностей.

269)

Эта операция распространена в пользовательском коде и часто может быть реализована специфичным для движка способом, чтобы обеспечить значительное улучшение производительности по сравнению с эквивалентным наивным циклом, который выполняетz последовательные вызовыe().