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

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。

2015-07-31 10:10:57

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.

2015-07-31 17:08:37

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。

2015-07-31 07:03:26

正如这里大多数人提到的未定义行为。未定义也意味着你可以得到一些有效的整数值(幸运的是)，在这种情况下，这将更快(因为rand函数调用没有进行)。但不要实际使用它。我相信这将会带来可怕的结果，因为运气并不总是伴随着你。

2015-07-31 07:22:05

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