C++ STL mt19937 使用说明

说明

std::mt19937是伪随机数产生器，用于产生高性能的随机数。 C++11引入。
返回值为unsigned int。

std::mt19937接收一个unsigned int数作为种子。所以可以如下定义：

std::mt19937 mt_rand(std::random_device{}());
std::mt19937 mt_rand(time(0));
std::mt19937 mt_rand(std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count());

名称由来

A Mersenne Twister pseudo-random generator of 32-bit numbers with a state size of 19937 bits.

mt是因为这个伪随机数产生器基于Mersenne Twister算法。
19937是因为产生随的机数的周期长，可达到2^19937-1。

头文件

#include <random>

例子：产生5个伪随机数

#include <iostream>
#include <random>

using namespace std;

int main()
{
    std::mt19937 rng(std::random_device{}());
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << rng() << endl;
    }

    return 0;
}

一种可能结果如下：

476574181
3603119624
1741191339
2689635839
2835258576

std::random_device本身是均匀分布整数随机数生成器，通常仅用于播种

std::random_device rd;
std::mt19937 rng(rd());

通常一步写成std::mt19937 rng(std::random_device{}());

例子：使用特定分布的随机数

分布有很多种，如均匀分布、正态分布等，可参考(https://zh.cppreference.com/w/cpp/numeric/random)
产生特定分布的随机数，需要使用分布函数

产生正态分布的随机数的例子如下：

#include <iostream>
#include <random>

using namespace std;

int main()
{
    std::mt19937 rng(std::random_device{}());
    std::normal_distribution<double> nd(5, 2);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        cout << nd(rng) << endl;
    }

    return 0;
}

正态接收两个参数：均值和标准差，这里分别输入5,2. 一种可能结果如下：

8.80156
5.78055
4.99761
7.6995
1.21933

参考

http://www.cplusplus.com/reference/random/mt19937/
https://www.cnblogs.com/egmkang/archive/2012/09/06/2673253.html
https://zh.cppreference.com/w/cpp/numeric/random