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

There are certain situations in which uninitialized memory may be safely read using type "unsigned char*" [e.g. a buffer returned from malloc]. Code may read such memory without having to worry about the compiler throwing causality out the window, and there are times when it may be more efficient to have code be prepared for anything memory might contain than to ensure that uninitialized data won't be read (a commonplace example of this would be using memcpy on partially-initialized buffer rather than discretely copying all of the elements that contain meaningful data).

然而,即使在这种情况下,人们也应该始终假设,如果字节的任何组合特别烦人,那么读取它总是会产生字节的模式(如果某个模式在生产中是烦人的,但在开发中不是,那么这种模式直到代码进入生产中才会出现)。

Reading uninitialized memory might be useful as part of a random-generation strategy in an embedded system where one can be sure the memory has never been written with substantially-non-random content since the last time the system was powered on, and if the manufacturing process used for the memory causes its power-on state to vary in semi-random fashion. Code should work even if all devices always yield the same data, but in cases where e.g. a group of nodes each need to select arbitrary unique IDs as quickly as possible, having a "not very random" generator which gives half the nodes the same initial ID might be better than not having any initial source of randomness at all.

其他回答

未定义的行为是未定义的。这并不意味着你得到了一个未定义的值,这意味着程序可以做任何事情,并且仍然满足语言规范。

一个好的优化编译器应该

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);
    }
}

并编译成noop。这当然比任何其他选择都要快。它的缺点是什么都做不了,但这就是未定义行为的缺点。

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。)

还有一种可能性需要考虑。

现代编译器(嗯,g++)非常聪明,它们会检查你的代码,看看哪些指令影响状态,哪些不影响状态,如果一条指令被保证不影响状态,g++会简单地删除那条指令。

接下来会发生什么。g++肯定会看到你正在读取,执行算术运算,保存,本质上是一个垃圾值,这会产生更多的垃圾。因为不能保证新的垃圾会比旧的垃圾更有用,所以它只会让你的循环消失。杂音!

这个方法很有用,但下面是我要做的。结合UB(未定义行为)与rand()速度。

当然,reduce rand()被执行了,但是把它们混合在一起,这样编译器就不会做任何你不希望它做的事情。

我也不会解雇你。

真的不好!坏习惯,坏结果。 考虑:

A_Function_that_use_a_lot_the_Stack();
updateEffect();

如果函数A_Function_that_use_a_lot_the_Stack()总是进行相同的初始化,则堆栈上保留相同的数据。这些数据就是我们调用updateEffect()得到的:总是相同的值!

在任何想要使用未初始化变量的地方使用7757。我从质数列表中随机选择了它:

这是被定义的行为 它保证不总是0 它是质数 它很可能在统计上是随机的,就像未初始化一样 变量 它可能比未初始化的变量快,因为它的 值在编译时已知