OS X libC++ std :: uniform_real_distribution Bug

Question

Ich sehe ein seltsames Verhalten mit der C++ 11 std::uniform_real_distribution Kompilierung mit Apple LLVM Version 7.0.2 (clang-700.1.81). Durch Aufruf von operator() werden Ergebnisse außerhalb des Verteilungsbereichs gerendert. Das minimale Beispielprogramm reproduziert unter der Mühe

// Example program 
#include <random> 
#include <iostream> 
#include <string> 

template< int power > 
constexpr uint64_t power_of_two(){ 
    return 2 * power_of_two< power - 1 >(); 
} 

template< > 
constexpr uint64_t power_of_two<0>(){ 
    return 1; 
} 

std::linear_congruential_engine 
< uint64_t, 273673163155, 13, power_of_two<48>() > 
rng; 

std::uniform_real_distribution<double> angle_cosine(-1, 1); 

int main() 
{ 
    std::cout << angle_cosine.a() << " " << angle_cosine.b() << '\n' << std::endl; 

    for (int i = 0; i < 4; ++i){ 
     std::cout << angle_cosine(rng) << std::endl; 
    } 
} 

Kompilieren und Ausführen online (vermutlich mit g ++) macht vernünftige Ergebnisse

-1 1 

-0.529254 
-0.599452 
0.513316 
-0.604338 

jedoch Kompilieren und lokal macht unvernünftig Ergebnisse ausgeführt wird.

-1 1 

130349 
37439.4 
42270.5 
45335.4 

Habe ich etwas übersehen oder habe ich einen Fehler in libC++ festgestellt? Wenn Letzteres der Fall ist, ist sich jemand einer Arbeit bewusst?

Answer 1

Es ist ein Fehler im linearen Kongruenzgenerator LLVM und nicht in der gleichmäßigen realen Verteilung. Die gleichmäßige reale Verteilung setzt voraus, dass die vom Generator zurückgegebene Zahl zwischen den Min- und Max-Werten des Generators (einschließlich) liegt. Das ist eine Voraussetzung für jeden Generator. Der LLVM-Generator für lineare Kongruenz mit dieser Zahlengruppe erfüllt diese Anforderung nicht.

Der lineare LLVM-Kongruenzgenerator verwendet einen alten Algorithmus, um einen Überlauf zu vermeiden, den Schrage-Algorithmus anstelle von (a*x+c)%m für Ihre Zahlengruppe. Die LLVM-Implementierung dieses Algorithmus garantiert praktisch, dass Ihr Satz a, c, m Zahlen größer als m generiert.

Sie können den LLVM-Code hier sehen: https://llvm.org/svn/llvm-project/libcxx/trunk/include/random. Suche nach 'Schrages Algorithmus'. Ihre Wahl von a, c und m rufen Sie das erste der vier Vorkommen dieses Begriffs auf.

Übrigens, es gibt auch einen Fehler in Ihrem Code. Diese magischen Zahlen 273673163155 und 13 sollen Basis 8 sein. Das sind die Nummern, die von drand48 verwendet werden. Das zufällige Auswählen von Werten für a, c und m führt fast zwangsläufig zu einem fehlerhaften Zufallszahlengenerator.

Ich empfehle Wechsel zu std::mt19937 oder std::mt19937_64.