C++ - 模板化均匀分布？

Question

C++ - 模板化均匀分布？

c++templatesoverloadinguniform-distribution

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目前我正在重载这个函数以生成一个随机数：

float GetRand(float lower, float upper) {                                                                                                                                                      
    std::random_device rd;                                                                                                                                                                    
    std::mt19937_64 mt(rd());                                                                                                                                                                 
    std::uniform_real_distribution<float> dist(lower,upper);                                                                                                                                  
    return dist(mt);                                                                                                                                                                            
}                                                                                                                                                                                              

int GetRand(int lower, int upper) {                                                                                                                                                            
    std::random_device rd;                                                                                                                                                                    
    std::mt19937_64 mt(rd());                                                                                                                                                                 
    std::uniform_int_distribution<int> dist(lower,upper);                                                                                                                                     
    return dist(mt);                                                                                                                                                                          
}

是否可以使用模板来实现这个功能？我不知道如何将分发过程模板化。

- Alex Wicks

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Hiroki · Accepted Answer

我们可以将两个重载的GetRand作为函数模板统一起来。

首先请注意，如果T不是float、double和long double中的一个，则std::uniform_real_distribution<T>的效果是未定义的。例如，在C++标准草案n4687的29.6.1.1通用要求[rand.req.genl]中指出:

在整个子句29.6中，实例化模板的效果:

...

d) 如果具有名为RealType的模板类型参数，则除非相应的模板参数是cv-unqualified并且是float、double或long double之一，否则是未定义的。

此外，29.6.8.2.2类模板uniform_real_distribution [rand.dist.uni.real]描述了带有模板类型参数RealType的std::uniform_real_distribution，因此std::uniform_real_distribution<int>是未定义的:

template<class RealType = double>
class uniform_real_distribution {
    ...
};

此外，std::uniform_int_distribution<T>也存在类似的限制。因此，我们需要根据T在std::uniform_real_distribution<T>和std::uniform_int_distribution<T>之间切换分布类型。

我们可以使用std::is_floating_point和std::is_integral检查以上限制，并进行以下切换：

#include <random>
#include <type_traits>

template<class T>
using uniform_distribution = 
typename std::conditional<
    std::is_floating_point<T>::value,
    std::uniform_real_distribution<T>,
    typename std::conditional<
        std::is_integral<T>::value,
        std::uniform_int_distribution<T>,
        void
    >::type
>::type;

那么，可以将两个重载的GetRand函数统一为以下函数模板。在这里，我还避免了std::mt19937_64的递归构造，并应用该帖子中接受的答案，使函数变得线程安全。

template <class T>
T GetRand(T lower, T upper)
{
    static thread_local std::mt19937_64 mt(std::random_device{}());
    uniform_distribution<T> dist(lower,upper);

    return dist(mt);
}

最后，调用方代码如下所示：

演示

auto i = GetRand<int>   (0, 1); // 0 or 1
auto f = GetRand<float> (0, 1); // [0, 1)
auto d = GetRand<double>(0, 1); // [0, 1)