C ++快速普通随机数生成器

Question

我正在使用mt19937生成器生成正常的随机数，如下所示：

normal_distribution<double> normalDistr(0, 1);    
mt19937 generator(123);
vector<double> randNums(1000000);
for (size_t i = 0; i != 1000000; ++i)
{
    randNums[i] = normalDistr(generator);
}

上面的代码有效，但是由于我在代码中生成了超过1亿个普通随机数，因此上面的代码非常慢。

是否有更快的方法来生成普通随机数？

以下是有关如何使用代码的一些背景知识：

• 随机数的质量不是那么重要
• 数字的精度不是那么重要，double或float都可以]
• 正态分布始终具有均值= 0和sigma = 1

---

编辑：

@@Dúthomhas，安德鲁：

分析后，以下功能占用的时间超过50％：

std::normal_distribution<double>::_Eval<std::mersenne_twister_engine<unsigned int,32,624,397,31,2567483615,11,4294967295,7,2636928640,15,4022730752,18,1812433‌​253> >

Answer 1

最重要的是，您真的需要100,000,000个随机数同时吗？所有这些数据的写入和随后从RAM的读取不可避免地需要大量时间。如果一次只需要一个随机数，则应避免这种情况。

假设您确实需要所有这些编号在RAM中，那么您应该首先如果您确实想知道CPU时间花在哪里/丢失了，则对代码进行概要分析。

第二，您应该避免不必要的数据重新分配和初始化。将std::vector::reserve(final_size)与std::vector::push_back()结合使用最容易做到这一点。

第三，您可以使用比std::mt19937更快的RNG。当数字的质量很重要时，建议使用RNG。 online documentation表示lagged Fibonacci generator（在std:: subtract_with_carry_engine中实现）速度很快，但是它可能没有足够长的重复周期-您必须检查一下。或者，您可能要使用std:: subtract_with_carry_engine（使用std::min_stdrand）

linear congruential generator

Answer 2

您还希望研究std :: vector保留而不是调整大小。它可以让您在1秒钟内获得所需的全部内存。我假设您不需要一次获得全部1亿个双打吗？

Answer 3

[如果确实是导致性能下降的生成器，则使用普通的

std::vector<double> make_normal_random(std::size_t number,
                                       std::uint_fast32_t seed)
{
  std::normal_distribution<double> normalDistr(0,1);    
  std::min_stdrand generator(seed);
  std::vector<double> randNums;
  randNums.reserve(number);
  while(number--)
    randNums.push_back(normalDistr(generator));
  return randNums;
}

函数（您需要成对绘制数字），转换为float或double in 0，1，然后应用Box Muller转换。

就时间而言，这很难克服，但请注意，统计属性并不比rand好。

一个数字配方例行程序gasdev可以做到这一点-您应该可以下载一个副本。