未初始化的局部变量是最快的随机数生成器吗?

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

你需要对“随机”有一个定义。一个合理的定义是，你得到的值应该没有什么相关性。这是可以测量的。以一种可控的、可复制的方式实现这一点也并非易事。所以未定义的行为肯定不是你要找的。

2015-08-02 17:29:25

其他回答

正如其他人已经提到的，这是未定义的行为(UB)，但它可能“有效”。

除了其他人已经提到的问题之外，我还看到了另一个问题(缺点)——它不能在C和c++以外的任何语言中工作。我知道这个问题是关于c++的，但是如果你能写出好的c++代码和Java代码，这不是问题，那为什么不呢?也许有一天有人将不得不将其移植到其他语言，并且搜索像这样的“魔术”UB所导致的错误绝对是一场噩梦(特别是对于没有经验的C/ c++开发人员)。

这里有一个关于另一个类似UB的问题。想象一下，你试图在不知道这个UB的情况下找到这样的bug。如果你想阅读更多关于C/ c++中这些奇怪的东西，请阅读链接中的问题答案，并查看这个很棒的幻灯片。它将帮助你理解引擎盖下面是什么以及它是如何工作的;这不仅仅是另一个充满“魔力”的幻灯片。我确信即使是大多数有经验的C/c++程序员也能从中学到很多东西。

2015-07-31 14:23:40

未定义的行为意味着编译器的作者可以自由地忽略这个问题，因为无论发生什么，程序员都没有权利抱怨。

理论上，当进入UB域时，任何事情都可能发生(包括守护进程从你鼻子上飞出去)，通常意味着编译器作者不会关心，对于局部变量，其值将是当时堆栈内存中的任何值。

这也意味着内容通常是“奇怪的”，但是是固定的，或者是稍微随机的，或者是可变的，但是有一个清晰的模式(例如，在每次迭代中增加值)。

当然，你不能指望它是一个不错的随机生成器。

2015-07-31 06:56:08

正如其他人所注意到的，这就是未定义行为(UB)。

实际上，它(可能)实际上(有点)管用。在x86[-64]架构上读取未初始化的寄存器确实会产生垃圾结果，而且可能不会做任何坏事(与例如Itanium相反，那里的寄存器可以被标记为无效，因此读取会传播NaN之类的错误)。

但这里存在两个主要问题:

It won't be particularly random. In this case, you're reading from the stack, so you'll get whatever was there previously. Which might be effectively random, completely structured, the password you entered ten minutes ago, or your grandmother's cookie recipe. It's Bad (capital 'B') practice to let things like this creep into your code. Technically, the compiler could insert reformat_hdd(); every time you read an undefined variable. It won't, but you shouldn't do it anyway. Don't do unsafe things. The fewer exceptions you make, the safer you are from accidental mistakes all the time.

UB更紧迫的问题是它使整个程序的行为没有定义。现代编译器可以使用它来省略大量的代码，甚至可以回溯到过去。玩UB就像维多利亚时代的工程师拆除一个活跃的核反应堆。有无数的事情会出错，而且您可能连一半的基本原则或实现的技术都不知道。这可能没什么，但你仍然不应该让它发生。看看其他漂亮的答案来了解细节。

还有，我会炒了你。

2015-07-31 07:09:44

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。)

2015-07-31 06:53:49

正如其他人所说，这将是快速的，但不是随机的。

大多数编译器对局部变量所做的是在堆栈上为它们抓取一些空间，而不是费心将其设置为任何东西(标准说它们不需要这样做，所以为什么要减慢生成的代码呢?)