В C++11 стандартная библиотека пополнилась многими отличными штуками, в том числе функциями и классами для работы с генераторами случайных чисел удобным и, как это ни странно, предсказуемым способом:
В наследство от C, С++ досталась функция rand(), которой на сегодняшний день не рекомендуется пользоваться нигде, кроме как совершенно игрушечных проектах:
- Если ее
seedне инициализировать черезsrand(), он будет инициализирован, внезапно, единицей (а могли бы взять 42) - Естественно она использует некий глобальное, возможно, thread local состояние. Это impementation defined
- В многопоточной среде thread safety тоже implementation defined. В общем, очень непредсказуемая штука!
Другое дело функционал из #include <random>!
Вот вам и разные генераторы, и преобразования функций распределения, и вы их можете друг от друга отделять и иметь свой собственный, особенно инициализированный генератор для каждой отдельной сущности в вашем проекте, и многопоточный доступ организовывайте как хотите. Красота!
А давайте сгенерируем последовательность случайных, равномерно распределенных байт.
#include <iostream>
#include <random>
int main()
{
std::random_device rd; // a seed source for the random number engine
std::mt19937 gen(rd()); // mersenne_twister_engine seeded with rd()
std::uniform_int_distribution<uint8_t> distrib{}; // don't try to use std::byte! it won't compile
// Use distrib to generate random byte
for (int n = 0; n != 10; ++n)
std::cout << int32_t(distrib(gen)) << ' '; // we need a cast to print numeric values instead of characters
std::cout << '\n';
}Компилируем, запускаем, все отлично работает!.. По крайней мере c GCC и Clang.
А что если нам нужна кроссплатформенная сборка в том числе под Windows с помощью MSVC?... А давайте попробуем просто взять и скомпилировать как есть...
example.cpp
C:/data/msvc/14.39.33321-Pre/include\random(2107): error C2338: static_assert failed: 'invalid template argument for uniform_int_distribution: N4950 [rand.req.genl]/1.5 requires one of short, int, long, long long, unsigned short, unsigned int, unsigned long, or unsigned long long'
C:/data/msvc/14.39.33321-Pre/include\random(2107): note: the template instantiation context (the oldest one first) is
<source>(9): note: see reference to class template instantiation 'std::uniform_int_distribution<uint8_t>' being compiled
C:/data/msvc/14.39.33321-Pre/include\random(2107): error C2338: static_assert failed: 'note: char, signed char, unsigned char, char8_t, int8_t, and uint8_t are not allowed'
Compiler returned: 2
Ну-у, матерый разработчик, знакомый с причудами старых версий MSVC, который с по умолчанию включенным \permissive+ мог компилировать совершенно безумные вещи, не сильно удивится и скажет, что опять Microsoft какую-то ерунду придумали просто...
Удивительно, но нет!
Throughout this subclause [rand], the effect of instantiating a template:
...
that has a template type parameter named UIntType is undefined unless the corresponding template argument is cv-unqualified and is one of unsigned short, unsigned int, unsigned long, or unsigned long long.
Подставлять uint8_t в std::uniform_int_distribution стандартом не разрешается под страхом неопределенных эффектов.
Это, конечно, совершенно нелепо, и в 2013 году даже поднимался вопрос о принятии defect report, но его отклонили как not a defect и предложили написать proposal в стандарт, чтобы как-то это дело исправить... В общем по состоянию на 2024 год не исправили. Возможно, исправят в C++26. Или в C++29.
Кстати, на всякий случай, __int128_t тоже использовать как бы нельзя. Хотя с GCC работает.