为什么 std::uniform_int_distribution<IntType>::operator() 不是 const 的？

Question

据我理解，当用于生成随机数时，分布应该保持不变。例如，对于均匀分布，其最小值/最大值在生成随机数时不应更改。那么为什么operator()不是const的呢？

- Philippe Cayouette

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某些发行版会一次计算多个随机数并将其缓存以加快进程速度。但它们也可以使用mutable。 - Marc Glisse

@MarcGlisse 有哪些发行版可以这样做，它是如何工作的？它不可能知道下一次将被调用的生成器是哪个。即使它能够 - 从一个精心种植的生成器中选择多个数字也是不好的 :-) - Ted Lyngmo

在libstdc++中，正态分布一次计算两个随机数。下次调用时，它不会使用传递给它的生成器。 - Marc Glisse

@TedLyngmo 就算是标准的伪随机数生成器，也要在N次调用后给出特定的值，但所有标准分布都仅由概率函数定义。只要满足这个条件，除了必须存在的函数和类型定义外，就没有其他要求了。如果需要可移植性，则需要自己编写或从库中获取并专门使用它。 - NathanOliver

谢谢 - 我查看了gcc 9的uniform_int_distribution头文件，没有找到关于它保持状态的任何信息，重置实现为void reset() { }。我唯一发现它多次调用PRNG的情况是如果需要进行上下缩放 - 但那里有太多下划线，让我感到头疼，所以我可能错过了一些内容。 - Ted Lyngmo

Answer 1

min()和max()不会改变，但分布可能包含帮助生成下一个值的状态。如果operator()是const，那么没有修改此状态的方法而又需要保证对象线程安全，这将是昂贵的。提供这种保证可能会很耗费资源，而分布被设计为轻量级。

- NathanOliver

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"const => 线程安全": 如果他们愿意，他们可以在标准文档中记录这个特定函数不需要是线程安全的。关于const和线程安全的一般措辞只是默认情况，当没有指定特定行为时使用。尽管如此，保持一致并省略const确实很方便。 - Marc Glisse

@MarcGlisse 他们可以这样做，但那将违反C++试图使用的最小惊讶原则，尽管结果参差不齐。 - NathanOliver