如何在 C++ 中有效地构造随机骰子

Question

我有一个dieClass类来表示一个六面骰子，我使用<random>来设置数字。 这是头文件die.h ：

#include <random>
#include <iostream>

class dieClass
{
public:
    dieClass();
    int getNum() const { return num; }

private:
    int num;
    static std::uniform_int_distribution<int> distribution;
};

这是实现文件die.cpp ：

#include "die.h"

dieClass::dieClass()
{
    static std::random_device rdevice{};
    static std::default_random_engine generator{rdevice()};
    num = distribution(generator);
}

std::uniform_int_distribution<int> dieClass::distribution{1, 6};

问题：如果我调用dieClass dice[5] ，我是否创建了五个default_random_engines ，还是只创建了一个因为它是静态的？ 基本上，构建数百万个骰子的最有效方法是什么？ 我可以在构造函数之外声明generator吗，就像我在distribution所做的那样？ 我不完全理解 private 和 static 的作用。

编辑：重新安排这样的事情似乎实现了我想要的，尽管它可能不是最佳实践。 我从类中提取了所有生成随机数的代码并将其粘贴在实现文件中。 现在我可以从函数roll调用generator 。

dieClass.h
#include <iostream>

class dieClass
{
public:
    die();
    void roll();
    int getNum() const { return num; }

private:
    int num;
};

dieClass.cpp
#include <random>
#include "die.hpp"

std::random_device rdevice{};
std::default_random_engine generator{rdevice()};
std::uniform_int_distribution<int> distribution{1, 6};

dieClass::dieClass()
{
    num = distribution(generator);
}

void dieClass::roll()
{
    num = distribution(generator);
}

Answer 1

如果你有数百万个骰子，我更喜欢你的第二个例子。 拥有一个随机生成器会更有效率。 但是，您可以将它封装在一个类中，而不是为您的骰子使用全局随机数生成器。

像静态变量一样，您应该尽可能避免使用全局变量。 可以将这个新生成器类的引用或指针注入到dieClass 。 只需更改构造函数以接受它。 每当您想生成新数字时，只需调用新类的方法即可。

下面是一个例子：

#include <random>
#include <iostream>

class RandomNumberGenerator
{
public:
    RandomNumberGenerator() : mRd(), mGen(mRd()), mDis(1, 6) {}
    ~RandomNumberGenerator() = default;

    inline int Generate() { return mDis(mGen); }

private:
    std::random_device mRd;
    std::mt19937 mGen;
    std::uniform_int_distribution<int> mDis;
};


class dieClass
{
public:
    dieClass(RandomNumberGenerator &gen) : mGenerator(gen), num(gen.Generate()) {}
    int getNum() const { return num; }
    void roll() { num = mGenerator.Generate(); }

private:
    RandomNumberGenerator &mGenerator;  //store as reference to avoid copying
    int num;
};

这样，它是有责任RandomNumberGenerator类来生成randome数量，而不是dieClass类。

工作版本在这里。