Haskell 哈斯克尔随机数

我试图在Haskell中生成一个随机数样本

import System.Random

getSample n = take n $ randoms g where
    g = newStdGen

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但是我似乎没有正确地使用

newStdGen

。我遗漏了什么？

首先，您可能不想使用

newStdGen

。最大的问题是，每次运行程序时都会得到不同的种子，因此没有可复制的结果。在我看来，

mkStdGen

是一个更好的选择，因为它需要你给它一粒种子。这意味着您每次都将获得相同的（伪）随机数序列。如果需要不同的序列，只需更改种子即可

newStdGen

的第二个问题是，由于它不纯净，您最终会进入IO单子，这可能有点不方便

sample :: Int -> IO [Int]
sample n = do
  gen <- newStdGen
  return $ take n $ randoms gen

我们的主要功能是现在

main :: IO ()
main = do
  let seed1 = mkStdGen 123456
      (xs,seed2) = sample 10 seed1
      s = sum xs
      (ys,seed3) = sample 10 seed2
      t = sum ys
  print s
  print t

我知道仅仅使用随机数似乎需要做很多工作，但其优点是值得的。我们可以用一个种子产生我们所有的随机性，这保证了结果可以被复制

当然，这是Haskell，我们可以利用Monad来摆脱所有手动线程的种子值。这是一种稍微高级一点的方法，但值得学习，因为单子在Haskell代码中无处不在

我们需要这些进口：

import System.Random
import Control.Monad
import Control.Applicative

然后我们将创建一个新类型，它表示将一个种子转换为一个值和下一个种子的操作

newtype Rand a = Rand { runRand :: StdGen -> (a,StdGen) }

我们需要

Functor

和

Applicative

实例，否则GHC会抱怨，但我们可以避免在本例中实现它们

instance Functor Rand
instance Applicative Rand

现在来看Monad实例。这就是魔法发生的地方。

>=

函数（称为bind）是我们指定如何在计算中遍历种子值的地方

instance Monad Rand where
  return x = Rand ( \seed -> (x,seed) )
  ra >>= f = Rand ( \s1 -> let (a,s2) = runRand ra s1
                           in  runRand (f a) s2 )

newRand :: Rand Int
newRand = Rand ( \seed -> random seed )

现在我们的

示例

函数非常简单！我们可以利用

Control.Monad

中的

replicItem

，它重复给定的操作并将结果累积到列表中。所有关于种子价值观的有趣的事情都是在幕后处理的

sample :: Int -> Rand [Int]
sample n = replicateM n newRand

main :: IO ()
main = do
  let seed1 = mkStdGen 124567
      (xs,seed2) = runRand (sample 10) seed1
      s = sum xs
  print s

如果需要多次生成随机值，我们甚至可以留在

Rand

monad中

main :: IO ()
main = do
  let seed1 = mkStdGen 124567
      (xs,seed2) = flip runRand seed1 $ do
        x <- newRand
        bs <- sample 5
        cs <- sample 10
        return $ x : (bs ++ cs)
      s = sum xs
  print s

main:：IO（）
main=do
设seed1=mkStdGen 124567
（xs，seed2）=翻转runRand seed1$do
谢谢！有一件事让我困惑：我从一个纯函数开始，它需要一个随机数列表作为输入（本质上是做一个
sum$map someFunction randomNumbers
）。然而，上面生成的随机数是一元的（这是一个词吗？），似乎我不能把它们仅仅放在我的纯函数中。在哈斯克尔，解决这个问题的正确方法是什么？我认为没有一种“正确”的方法。我已经在上面概述了我个人的偏好。你可能对解决眼前问题的“最便捷”方式更感兴趣。在这种情况下，请尝试使用
fmap sum$map someFunction randomNumbers
，或使用
mkStdGen 123456
代替
newStdGen
。（123456可以是任意整数）
instance Monad Rand where
  return x = Rand ( \seed -> (x,seed) )
  ra >>= f = Rand ( \s1 -> let (a,s2) = runRand ra s1
                           in  runRand (f a) s2 )

newRand :: Rand Int
newRand = Rand ( \seed -> random seed )

sample :: Int -> Rand [Int]
sample n = replicateM n newRand

main :: IO ()
main = do
  let seed1 = mkStdGen 124567
      (xs,seed2) = runRand (sample 10) seed1
      s = sum xs
  print s

main :: IO ()
main = do
  let seed1 = mkStdGen 124567
      (xs,seed2) = flip runRand seed1 $ do
        x <- newRand
        bs <- sample 5
        cs <- sample 10
        return $ x : (bs ++ cs)
      s = sum xs
  print s