srand를 초기화하는 권장 방법?

srand를 초기화하는 권장 방법?

---

C ++에서 의사 난수 생성기를 초기화하는 '좋은'방법이 필요합니다. 다음과 같은 기사 를 찾았 습니다 .

임의의 숫자를 생성하기 위해 srand는 일반적으로 실행 시간과 관련된 값과 같은 고유 한 값으로 초기화됩니다. 예를 들어 time 함수가 반환하는 값 (헤더 ctime에 선언 됨)은 매초마다 다르며, 이는 대부분의 무작위 요구에 충분히 구별됩니다.

Unixtime은 내 응용 프로그램에 대해 충분히 독특하지 않습니다. 이것을 초기화하는 더 좋은 방법은 무엇입니까? 이식 가능한 경우 보너스 포인트가 있지만 코드는 주로 Linux 호스트에서 실행됩니다.

나는 정수를 얻기 위해 pid / unixtime 수학을하거나 /dev/urandom.

감사!

편집하다

예, 실제로 애플리케이션을 1 초에 여러 번 시작하고 충돌이 발생했습니다.

---

가장 좋은 대답은 Boost 난수를 사용하는 것입니다. 또는 C ++ 11에 액세스 할 수있는 경우 <random>헤더를 사용하십시오 .

우리가 얘기한다면 rand()그리고 srand()
가장 좋은 방법은 사용에 그냥 time():

int main()
{
    srand(time(NULL));

    ...
}

호출 할 때마다가 아니라 프로그램 시작시이 작업을 수행해야합니다 rand().

시작할 때마다 time ()은 고유 한 값을 반환합니다 (애플리케이션을 1 초에 여러 번 시작하지 않는 한). 32 비트 시스템에서는 60 년 정도마다 반복됩니다.

나는 당신이 시간이 충분히 독특하다고 생각하지 않는다는 것을 알고 있지만 나는 그것을 믿기 어렵다고 생각합니다. 그러나 나는 틀린 것으로 알려져 있습니다.

응용 프로그램의 많은 복사본을 동시에 시작하는 경우 더 미세한 해상도의 타이머를 사용할 수 있습니다. 그러나 값이 반복되기 전에 더 짧은 시간이 걸릴 위험이 있습니다.

좋습니다. 만약 당신이 정말로 당신이 초당 여러 애플리케이션을 시작한다고 생각한다면.
그런 다음 타이머에 더 미세한 입자를 사용하십시오.

 int main()
 {
     struct timeval time; 
     gettimeofday(&time,NULL);

     // microsecond has 1 000 000
     // Assuming you did not need quite that accuracy
     // Also do not assume the system clock has that accuracy.
     srand((time.tv_sec * 1000) + (time.tv_usec / 1000));

     // The trouble here is that the seed will repeat every
     // 24 days or so.

     // If you use 100 (rather than 1000) the seed repeats every 248 days.

     // Do not make the MISTAKE of using just the tv_usec
     // This will mean your seed repeats every second.
 }

---

이것은 자주 (1 초에 여러 번) 실행할 수있는 작은 명령 줄 프로그램에 사용 된 것입니다.

unsigned long seed = mix(clock(), time(NULL), getpid());

믹스는 :

// http://www.concentric.net/~Ttwang/tech/inthash.htm
unsigned long mix(unsigned long a, unsigned long b, unsigned long c)
{
    a=a-b;  a=a-c;  a=a^(c >> 13);
    b=b-c;  b=b-a;  b=b^(a << 8);
    c=c-a;  c=c-b;  c=c^(b >> 13);
    a=a-b;  a=a-c;  a=a^(c >> 12);
    b=b-c;  b=b-a;  b=b^(a << 16);
    c=c-a;  c=c-b;  c=c^(b >> 5);
    a=a-b;  a=a-c;  a=a^(c >> 3);
    b=b-c;  b=b-a;  b=b^(a << 10);
    c=c-a;  c=c-b;  c=c^(b >> 15);
    return c;
}

---

더 나은 난수 생성기가 필요하면 libc rand를 사용하지 마십시오. 대신 비슷한 것을 사용 /dev/random하거나 /dev/urandom직접 사용하십시오 (직접 읽어보십시오 int).

libc rand의 유일한 진정한 이점은 시드가 주어지면 디버깅에 도움이되는 예측 가능하다는 것입니다.

---

Windows에서 :

srand(GetTickCount());

time()밀리 초 단위 보다 더 나은 시드를 제공합니다 .

---

C ++ 11 random_device

합리적인 품질이 필요하다면 처음에 rand ()를 사용해서는 안됩니다. <random>도서관을 이용해야합니다 . 다양한 품질 / 크기 / 성능 트레이드 오프, 재진입 및 사전 정의 된 배포를위한 다양한 엔진과 같은 많은 훌륭한 기능을 제공하므로 결과가 잘못되지 않도록합니다. 구현에 따라 비 결정적 임의 데이터 (예 : / dev / random)에 쉽게 액세스 할 수도 있습니다.

#include <random>
#include <iostream>

int main() {
    std::random_device r;
    std::seed_seq seed{r(), r(), r(), r(), r(), r(), r(), r()};
    std::mt19937 eng(seed);

    std::uniform_int_distribution<> dist{1,100};

    for (int i=0; i<50; ++i)
        std::cout << dist(eng) << '\n';
}

eng메르 센 트위스터의 내장 된 구현 인 임의성의 소스입니다. 임의의 구현에서 비 결정적 RNG가 될 random_device와 32 비트 이상의 임의 데이터를 결합하는 seed_seq를 사용하여 시드합니다. 예를 들어 libc ++에서 random_device는 기본적으로 / dev / urandom에 액세스합니다 (대신 액세스 할 다른 파일을 제공 할 수 있음).

다음으로 임의의 소스가 주어지면 분포를 반복적으로 호출하면 1에서 100까지 int의 균일 한 분포가 생성되도록 분포를 만듭니다. 그런 다음 분포를 반복적으로 사용하고 결과를 인쇄합니다.

---

가장 좋은 방법은 다른 의사 난수 생성기를 사용하는 것입니다. Mersenne twister (및 Wichmann-Hill)를 추천합니다.

http://en.wikipedia.org/wiki/Mersenne_twister

---

mozilla 코드에서 unix_random.c 파일을 볼 것을 제안합니다. (이것이 mozilla / security / freebl /이라고 생각합니다 ...) freebl 라이브러리에 있어야합니다.

시스템 호출 정보 (예 : pwd, netstat ....)를 사용하여 난수에 대한 노이즈를 생성합니다. 대부분의 플랫폼을 지원하도록 작성되었습니다 (보너스 포인트를 얻을 수 있습니다 : D).

---

스스로에게 물어봐야 할 진짜 질문은 어떤 무작위성 품질이 필요한지입니다.

libc random은 LCG입니다.

당신이 srand를 제공하는 어떤 입력이든 무작위성의 질은 낮을 것입니다.

다른 인스턴스에 다른 초기화가 있는지 확인해야하는 경우 프로세스 ID (getpid), 스레드 ID 및 타이머를 혼합 할 수 있습니다. 결과를 xor와 혼합하십시오. 엔트로피는 대부분의 응용 프로그램에 충분합니다.

예 :

struct timeb tp;
ftime(&tp);   
srand(static_cast<unsigned int>(getpid()) ^ 
static_cast<unsigned int>(pthread_self()) ^ 
static_cast<unsigned int >(tp.millitm));

더 나은 무작위 품질을 위해 / dev / urandom을 사용하십시오. boost :: thread 및 boost :: date_time을 사용하여 위 코드를 이식 가능하게 만들 수 있습니다.

---

c++11Jonathan Wright가 가장 많이 투표 한 게시물 의 버전 :

#include <ctime>
#include <random>
#include <thread>

...

const auto time_seed = static_cast<size_t>(std::time(0));
const auto clock_seed = static_cast<size_t>(std::clock());
const size_t pid_seed =
      std::hash<std::thread::id>()(std::this_thread::get_id());

std::seed_seq seed_value { time_seed, clock_seed, pid_seed };

...
// E.g seeding an engine with the above seed.
std::mt19937 gen;
gen.seed(seed_value);

---

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
main()
{
     struct timeval tv;
     gettimeofday(&tv,NULL);
     printf("%d\n",  tv.tv_usec);
     return 0;
}

tv.tv_usec는 마이크로 초 단위입니다. 이것은 허용되는 씨앗이어야합니다.

---

다음과 같은 시그니처가있는 함수가 있다고 가정합니다.

int foo(char *p);

랜덤 시드에 대한 훌륭한 엔트로피 소스는 다음과 같은 해시입니다.

• clock_gettime낮은 비트를 버리지 않고 (초 및 나노초) 의 전체 결과 -가장 가치가 있습니다.
• 의 값 p, uintptr_t.
• 의 주소는 p, 캐스팅 uintptr_t.

적어도 세 번째와 두 번째는 가능한 경우 시스템의 ASLR에서 엔트로피를 파생합니다 (초기 스택 주소 및 현재 스택 주소는 다소 임의적 임).

또한 전역 상태를 건드리지 않기 위해 rand/ srand전적으로 사용하는 것을 피하고 사용 되는 PRNG를 더 많이 제어 할 수 있습니다. 그러나 위의 절차는 사용하는 PRNG에 관계없이 많은 작업없이 적절한 엔트로피를 얻을 수있는 좋은 (그리고 상당히 이식 가능한) 방법입니다.

---

Visual Studio를 사용하는 사람들을 위해 여기에 또 다른 방법이 있습니다.

#include "stdafx.h"
#include <time.h>
#include <windows.h> 

const __int64 DELTA_EPOCH_IN_MICROSECS= 11644473600000000;

struct timezone2 
{
  __int32  tz_minuteswest; /* minutes W of Greenwich */
  bool  tz_dsttime;     /* type of dst correction */
};

struct timeval2 {
__int32    tv_sec;         /* seconds */
__int32    tv_usec;        /* microseconds */
};

int gettimeofday(struct timeval2 *tv/*in*/, struct timezone2 *tz/*in*/)
{
  FILETIME ft;
  __int64 tmpres = 0;
  TIME_ZONE_INFORMATION tz_winapi;
  int rez = 0;

  ZeroMemory(&ft, sizeof(ft));
  ZeroMemory(&tz_winapi, sizeof(tz_winapi));

  GetSystemTimeAsFileTime(&ft);

  tmpres = ft.dwHighDateTime;
  tmpres <<= 32;
  tmpres |= ft.dwLowDateTime;

  /*converting file time to unix epoch*/
  tmpres /= 10;  /*convert into microseconds*/
  tmpres -= DELTA_EPOCH_IN_MICROSECS; 
  tv->tv_sec = (__int32)(tmpres * 0.000001);
  tv->tv_usec = (tmpres % 1000000);


  //_tzset(),don't work properly, so we use GetTimeZoneInformation
  rez = GetTimeZoneInformation(&tz_winapi);
  tz->tz_dsttime = (rez == 2) ? true : false;
  tz->tz_minuteswest = tz_winapi.Bias + ((rez == 2) ? tz_winapi.DaylightBias : 0);

  return 0;
}


int main(int argc, char** argv) {

  struct timeval2 tv;
  struct timezone2 tz;

  ZeroMemory(&tv, sizeof(tv));
  ZeroMemory(&tz, sizeof(tz));

  gettimeofday(&tv, &tz);

  unsigned long seed = tv.tv_sec ^ (tv.tv_usec << 12);

  srand(seed);

}

약간 과잉 일 수도 있지만 빠른 간격으로 잘 작동합니다. 여기에 gettimeofday 함수가 있습니다 .

편집 : 추가 조사를 통해 rand_s는 Visual Studio의 좋은 대안이 될 수 있습니다. 안전한 rand ()뿐만 아니라 완전히 다르며 srand의 시드를 사용하지 않습니다. 나는 그것이 단지 "안전한"rand와 거의 동일하다고 생각했다.

rand_s를 사용하려면 stdlib.h가 포함되기 전에 _CRT_RAND_S를 #define하는 것을 잊지 마십시오.

---

As long as your program is only running on Linux (and your program is an ELF executable), you are guaranteed that the kernel provides your process with a unique random seed in the ELF aux vector. The kernel gives you 16 random bytes, different for each process, which you can get with getauxval(AT_RANDOM). To use these for srand, use just an int of them, as such:

#include <sys/auxv.h>

void initrand(void)
{
    unsigned int *seed;

    seed = (unsigned int *)getauxval(AT_RANDOM);
    srand(*seed);
}

It may be possible that this also translates to other ELF-based systems. I'm not sure what aux values are implemented on systems other than Linux.

---

Include the header at the top of your program, and write:

srand(time(NULL));

In your program before you declare your random number. Here is an example of a program that prints a random number between one and ten:

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{
   //Initialize srand
   srand(time(NULL));

   //Create random number
   int n = rand() % 10 + 1;

   //Print the number
   cout << n << endl; //End the line

   //The main function is an int, so it must return a value
   return 0;
}

참고URL : https://stackoverflow.com/questions/322938/recommended-way-to-initialize-srand