なぜrandom_deviceを使用しないのですか？

Question

私はC++ 11ランダムライブラリについて少し混乱しています。私が理解

：

• ランダムエンジン（擬似（シードが必要）、または実際とすることができる）
• 分布：それは、特定のエンジンから取得した番号をマッピングし、我々は二つの別々の概念を必要とします間隔、特定の分布を使用します。

  std::random_device rd; 
  std::uniform_int_distribution<int> dist(1, 5); 
  
  // get random numbers with: 
  dist(rd); 
  

  を私の知る限り、これがうまく機能言うことができるように：私は理解していない何

はこれを使用しない理由です。

代わりに、これは私がほとんどの例/サイト/記事で見つけたものです：私は、例えば、特殊な用途の話ではないのです

std::random_device rd; 
std::mt19937 e{rd()}; // or std::default_random_engine e{rd()}; 
std::uniform_int_distribution<int> dist{1, 5}; 

// get random numbers with: 
dist(e); 

暗号化、あなたの基本的な始めの記事。

std::mt19937（またはstd::default_random_engine）はシードを受け入れるため、デバッグセッション中に同じシードを指定するとデバッグが容易になります。

はまた、なぜだけではない：

std::mt19937 e{std::random_device{}()}; 

Answer 1

また、なぜだけでなく：

std::mt19937 e{std::random_device{}()};

あなたは一度だけこれを行います場合は罰金かもしれませんが、あなたはそれを何度も行います場合、それはですあなたのstd::random_deviceを追跡し、それを不必要に作成/破壊しないほうが良い。

std::random_deviceの実装については、libC++のソースコードを参照すると役に立ちます。これは非常に簡単です。それはstd::fopen("/dev/urandom")以上の薄いラッパーです。したがって、std::random_deviceを作成するたびに、別のファイルシステムハンドルが取得され、関連するすべてのコストが発生します。

私が理解しているように、std::random_deviceは、マイクロソフト暗号APIの呼び出しを表しているため、これを行うたびに一部の暗号ライブラリインターフェイスを初期化して破棄します。

これはアプリケーションによって異なりますが、一般的な目的のためにはこのオーバーヘッドを常に無視できるとは思いません。時には、それは素晴らしいです。

私は戻ってあなたの最初の質問にこの関係を推測する：私が思う

std::random_device rd; 
std::mt19937 e{rd()}; // or std::default_random_engine e{rd()}; 
std::uniform_int_distribution<int> dist{1, 5}; 

少なくとも方法：代わりに、これは私がほとんどの例/サイト/記事で見つけたものです

約：

• std::mt19937は非常にシンプルで信頼性が高いルランダムジェネレータ。実装はであり、標準ではであり、少なくともブーストでは、元のmt19937紙に由来するすべての場所で同じコードを使用していました。このコードは非常に安定しており、クロスプラットフォームです。初期化やそれからのクエリなどは、コンパイルしたプラットフォーム上で同様のコードにコンパイルし、同様のパフォーマンスを得ることができると確信できます。対照的に、かなり不透明です。

• std::random_deviceあなたはそれが何であるか、それが何をしようとしているのか、それがいかに効率的であるかを本当に分かりません。実際に取得できるかどうかも分かりません。作成しようとすると例外がスローされる可能性があります。あなたはそれが種を必要としないことを知っています。あなたは通常、そこから数多くのデータを取り出し、シードを生成するために使用するだけではありません。時には、暗号APIとの素晴らしいインターフェースとして機能することもありますが、それを実際に行う必要はありません。悲しいことに、時にはそうでない場合もあります。 UNIXでは/dev/randomに対応している可能性があります。/dev/urandom/に対応している可能性があります。 MSVC暗号API（ビジュアルスタジオ）に対応している場合もあれば、固定定数（mingw）の場合もあります。いくつかの電話機でクロスコンパイルすれば、それが何をするのか分かります。 （また、/dev/randomを取得しても、パフォーマンスはと一致しないことがあります。 - エントロピープールが使い果たされてから犬として遅くなるまでは、うまくいくように見えます。）

私はそれについて考える方法は、std::random_deviceはtime(NULL)と播種の改良版のようなことになっているされて - time(NULL)はかなり安っぽい種と考えられ、すべてのものですので、それは、低いバーです。私は通常、その日に戻って種を生成するためにtime(NULL)を使ったでしょう。私はそれ以外のものをそれほど有用とは考えていません。

Answer 2

This articleは起動に良い点です。

私はいくつかのポイントを合成するつもりです：

• それが不明なコストがかかります。

  この「デバイス」から数値を読み取るのにどれくらいの費用がかかりますか？それは不特定です。例えば、Linuxシステムで/ dev/randomから読み込むことができます。これは、エントロピーを待つ長い期間ブロックすることができます（これは、さまざまな理由で問題があります）。私の個人的な経験のために

私はstd::random_deviceは、単純な疑似randomicアルゴリズムよりも通常遅いことを通知しました。それは一般的には真実ではないかもしれませんが、通常はそうです。なぜなら、物理的なデバイスや、単純なCPU以外のハードウェアを必要とするからです。

• 実際に決定的である可能性があります。

  C++ 11のstd :: random_deviceは非決定的である必要はありません！実装では、シードが固定された単純なRNGとして実装することができます。そのため、プログラムの実行ごとに同じ出力が生成されます。