我知道未初始化的局部变量是未定义的行为(UB),而且值可能有陷阱表示,这可能会影响进一步的操作,但有时我想使用随机数仅为视觉表示,而不会在程序的其他部分进一步使用它们,例如,在视觉效果中设置随机颜色的东西,例如:

void updateEffect(){
    for(int i=0;i<1000;i++){
        int r;
        int g;
        int b;
        star[i].setColor(r%255,g%255,b%255);
        bool isVisible;
        star[i].setVisible(isVisible);
    }
}

比那么快吗

void updateEffect(){
    for(int i=0;i<1000;i++){
        star[i].setColor(rand()%255,rand()%255,rand()%255);
        star[i].setVisible(rand()%2==0?true:false);
    }
}

也比其他随机数生成器快吗?


当前回答

不,太糟糕了。

使用未初始化变量的行为在C和c++中都是未定义的,而且这样的方案不太可能具有理想的统计属性。

如果你想要一个“快速而肮脏”的随机数生成器,那么rand()是你最好的选择。在它的实现中,它所做的只是一个乘法、一个加法和一个模数。

我所知道的最快的生成器需要你使用uint32_t作为伪随机变量I的类型,并使用

I = 1664525 * I + 1013904223

生成连续的值。你可以选择任何你喜欢的I的初始值(称为种子)。显然你可以内联编码。无符号类型的标准保证包装充当模数。(数字常数是由杰出的科学程序员Donald Knuth精心挑选的。)

其他回答

好问题!

未定义并不意味着它是随机的。考虑一下,在全局未初始化变量中获得的值是由系统或您的/其他应用程序运行时遗留在那里的。根据您的系统对不再使用的内存的处理和/或系统和应用程序生成的值类型,您可能会得到:

总是一样的。 成为一小部分价值观中的一员。 获取一个或多个小范围内的值。 在16/32/64位系统的指针上看到许多可以被2/4/8整除的值 ...

您将得到的值完全取决于系统和/或应用程序留下的非随机值。因此,确实会有一些噪音(除非您的系统删除不再使用的内存),但您将从中提取的值池绝不是随机的。

对于局部变量,情况会变得更糟,因为它们直接来自您自己程序的堆栈。在执行其他代码期间,您的程序很有可能实际编写这些堆栈位置。我估计在这种情况下运气的机会非常低,而你所做的“随机”代码更改将尝试这种运气。

阅读随机性。正如你所看到的,随机性是一种非常特殊且难以获得的属性。一个常见的错误是,如果你只是采取一些难以跟踪的东西(比如你的建议),你会得到一个随机的值。

由于安全原因,必须清理分配给程序的新内存,否则信息可能会被使用,密码可能会从一个应用程序泄漏到另一个应用程序。只有在重用内存时,才会得到不同于0的值。很有可能,在堆栈上,前一个值是固定的,因为前一个内存的使用是固定的。

把我们的逻辑依赖于语言未定义的行为不是一个好主意。除了在这篇文章中所提到/讨论的内容之外,我想提到的是,使用现代c++方法/风格,这样的程序可能无法编译。

这在我之前的文章中提到过,其中包含了自动功能的优势和相同的有用链接。

https://stackoverflow.com/a/26170069/2724703

因此,如果我们改变上面的代码并用auto替换实际的类型,程序甚至无法编译。

void updateEffect(){
    for(int i=0;i<1000;i++){
        auto r;
        auto g;
        auto b;
        star[i].setColor(r%255,g%255,b%255);
        auto isVisible;
        star[i].setVisible(isVisible);
    }
}

不,太糟糕了。

使用未初始化变量的行为在C和c++中都是未定义的,而且这样的方案不太可能具有理想的统计属性。

如果你想要一个“快速而肮脏”的随机数生成器,那么rand()是你最好的选择。在它的实现中,它所做的只是一个乘法、一个加法和一个模数。

我所知道的最快的生成器需要你使用uint32_t作为伪随机变量I的类型,并使用

I = 1664525 * I + 1013904223

生成连续的值。你可以选择任何你喜欢的I的初始值(称为种子)。显然你可以内联编码。无符号类型的标准保证包装充当模数。(数字常数是由杰出的科学程序员Donald Knuth精心挑选的。)

您的特定代码示例可能无法实现您所期望的功能。虽然从技术上讲,循环的每次迭代都为r、g和b值重新创建局部变量,但实际上它们在堆栈上是完全相同的内存空间。因此,它不会在每次迭代中重新随机化,你最终将为1000种颜色中的每一种分配相同的3个值,而不管r、g和b最初是多么随机。

事实上,如果它确实有效,我会非常好奇是什么让它重新随机化。我唯一能想到的就是在这个堆栈上有一个交错的中断,这是不太可能的。也许内部优化将它们作为寄存器变量,而不是真正的内存位置,在循环中寄存器被重用,这也会奏效,特别是如果设置可见性函数特别需要寄存器的话。不过,这远不是随机的。