我应该使用std::seed_seq来播种std::mt19937吗？

Question

可以直接使用random_device生成的624个整数作为mt19937的种子吗？我应该使用seed_seq吗？

class RDSeq {
public:
    template <typename It>
    void generate (It first, It last) const {
        std::random_device rd {};
        std::generate(first, last, std::ref(rd));
    }
};

std::mt19937 random {};
RDSeq seq {};
random.seed(seq);

Answer 1

简而言之，你不需要这样做，所有的Mersenne Twister构造函数都会在你给它的任何状态下调用seed_seq，而不管它的大小。

这是我为填充Mersenne Twister的初始状态而编写的代码。

template <typename T = std::uint32_t, typename Enable = void>
class Mersenne;

template <typename T>
using AllowForUnsigned = std::enable_if_t<std::is_unsigned_v<T>>;

template <typename T>
class Mersenne<T, AllowForUnsigned<T>>
{
public:
    Mersenne();
    T operator()();

    using result_type = T;
    static constexpr result_type min();
    static constexpr result_type max();

private:
    using Twister = std::conditional_t<sizeof(T) <= 4, std::mt19937, std::mt19937_64>;
    Twister engine_;
};

// Mersenne class implementation
template <typename T>
Mersenne<T, AllowForUnsigned<T>>::Mersenne()
{
    // Proper seeding of mt19937 taken from:
    // https://kristerw.blogspot.com/2017/05/seeding-stdmt19937-random-number-engine.html
    // Body walkthrough at end of file
    std::random_device rd;
    std::array<T, Twister::state_size> seed_data;
    std::generate_n(std::begin(seed_data), seed_data.size(), std::ref(rd));
    std::seed_seq seq(std::begin(seed_data), std::end(seed_data));
    engine_ = Twister(seq);
}

这是一篇博客文章的clickable link，我将其改编成一个类，用于播种Mersenne Twister。这个类的核心是在我上面包含的默认构造函数中。这个想法就像你所说的，用种子数据填充整个19937位状态。

完整的实现是here。大多数其他东西都是为了提供与<random>中的发行版的兼容性。有很多针对课堂环境的评论。值得一提的是，除非random_device能够获得真正的熵，否则它将使用确定性方法来创建种子值。seed_seq也是确定性的，但如果random_device至少有一个熵源，它可以在一定程度上得到缓解。注意到：Mersenne Twister构造器也会调用seed_seq，所以即使您只提供了32位的状态，也会生成一个完整的状态，但这并不理想：link

简而言之，只提供32位的初始状态将导致PRNG永远不会生成某些值。人们可能会争辩说，对于游乐场的目的来说，它已经足够了，或者如果你总是通过一个发行版来过滤它，那么它就不那么重要了，我认为这是一个公平的观点。但与此同时，永远不会选择某些值的PRNG与rand()一样糟糕。

其他人也会说，一旦你开始关心这一点，C++标准库(如果你说<random>，这里的人会发疯，尽管他们在技术上是正确的，但我从来没有进行过真诚的技术讨论)，STL可能根本不适合你。它们不是加密安全的PRNG，并且很容易被误用，比如被允许对具有19937位状态大小的PRNG使用32位。

编辑:我的构造函数构建了一个seed_seq；我只是试图保证调用一个特定的构造函数。