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

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。

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。

有很多很好的答案,但请允许我补充另一个并强调一点,在确定性计算机中,没有什么是随机的。对于伪rng生成的数字和堆栈上为C/ c++局部变量保留的内存区域中发现的看似“随机”的数字都是如此。

但是…这里有一个关键的区别。

由优秀的伪随机生成器生成的数字具有统计上与真正的随机抽取相似的属性。例如,分布是均匀的。循环长度很长:在循环重复之前,你可以得到数百万个随机数。序列不是自相关的:例如,如果你取第2个、第3个或第27个数字,或者查看生成的数字中的特定数字,你不会开始看到奇怪的模式出现。

相比之下,留在堆栈上的“随机”数字没有任何这些属性。它们的值和明显的随机性完全取决于程序的构造方式、编译方式以及编译器对程序的优化方式。举例来说,这是你的想法的一个变体,作为一个自包含的程序:

#include <stdio.h>

notrandom()
{
        int r, g, b;

        printf("R=%d, G=%d, B=%d", r&255, g&255, b&255);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
        int i;
        for (i = 0; i < 10; i++)
        {
                notrandom();
                printf("\n");
        }

        return 0;
}

当我在Linux机器上用GCC编译这段代码并运行它时,结果是相当不愉快的确定性:

R=0, G=19, B=0
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255
R=130, G=16, B=255

If you looked at the compiled code with a disassembler, you could reconstruct what was going on, in detail. The first call to notrandom() used an area of the stack that was not used by this program previously; who knows what was in there. But after that call to notrandom(), there is a call to printf() (which the GCC compiler actually optimizes to a call to putchar(), but never mind) and that overwrites the stack. So the next and subsequent times, when notrandom() is called, the stack will contain stale data from the execution of putchar(), and since putchar() is always called with the same arguments, this stale data will always be the same, too.

因此,这种行为绝对不是随机的,通过这种方式获得的数字也不具有编写良好的伪随机数生成器的任何理想属性。事实上,在大多数现实场景中,它们的值是重复的并且高度相关的。

事实上,和其他人一样,我也会认真考虑解雇那些试图把这个想法当作“高性能RNG”的人。

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。

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。

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。