새로운 C Random 라이브러리를 위해 `std::rand()`를 버려야 하는 이유는 무엇입니까?

새로운 랜덤 라이브러리가 std::rand()보다 나은 이유는 무엇입니까?

소개

std::rand()는 일반적으로 사용되는 난수 생성기 인터페이스이지만 최신 C 버전은 한계를 해결하도록 설계된 확장된 새로운 난수 라이브러리를 제공합니다. 이 기사에서는 장점과 성능 고려 사항을 강조하면서 std::rand()와 새 라이브러리의 차이점을 조사합니다.

std::rand()의 단점

Traditional rand() 구현은 약점을 나타낼 수 있는 LCG(선형 합동 생성기)를 사용합니다.

• 하위 비트의 제한된 무작위성
• 짧은 기간
• 낮은 최대값 (RAND_MAX)
• 연속 값 간의 상관관계

새로운 랜덤 라이브러리의 장점

반면 여러 가지 이점을 제공합니다.

• 고품질 알고리즘: Mersenne Twister와 같은 최신 생성기를 사용하여 더 높은 품질과 예측할 수 없는 무작위성을 제공합니다.
• 명시적 상태 관리: Rand()는 전역 상태를 사용하므로 다중 스레드 애플리케이션 및 재현 가능한 시뮬레이션과의 호환성 문제가 발생할 수 있습니다. 새로운 라이브러리는 클래스에서 생성기 캡슐화를 지원하여 여러 개의 독립적인 생성기를 허용합니다.
• 교차 플랫폼 시딩: 교차 플랫폼에 걸쳐 생성기 시드에 기본 Random_device를 제공하여 다양한 컴파일러에서 일관된 출력을 보장합니다.

성능 비교

이 기사에는 이전 LCG 기반 rand()와 새로운 Mersenne Twister 기반 생성기 간의 성능 비교가 포함되어 있습니다. 놀랍게도 두 방법으로 생성된 난수의 집계 확산은 유사했습니다. 그러나 새 라이브러리는 상당히 느렸습니다. rand()보다 약 4배 느렸습니다.

권장 사항

기본 애플리케이션이나 무작위성 품질이 중요하지 않은 경우 std: :rand()는 여전히 실행 가능한 옵션입니다. 그러나 재현 가능한 고품질 난수를 요구하는 보다 까다로운 애플리케이션의 경우 새로운 난수 라이브러리를 적극 권장합니다.

성능 최적화

성능이 중요하다면 기사에서는 품질과 성능 간의 적절한 균형을 제공하는 새 라이브러리에서 제공하는 LCG 기반 생성기인 std::minstd_rand를 사용할 것을 제안합니다.

결론

새로운 C의 무작위 라이브러리는 고품질 생성기, 명시적 상태 관리 및 일관된 시딩을 제공하여 std::rand()의 한계를 해결합니다. 경우에 따라 속도가 느려질 수 있지만 임의성 품질이 가장 중요한 경우 성능 단점보다 장점이 더 큽니다.

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