Random 我们能用Fortran语言创建生成随机数的纯函数吗？

我的目标是使用随机数编写一个纯函数，它可以用于DO并发结构。编译器似乎不允许这样做

mwe.f95:8:30:

             call init_seed ( )
                              1
Error: Subroutine call to ‘init_seed’ at (1) is not PURE
mwe.f95:9:36:

             call random_number ( y )
                                    1
Error: Subroutine call to intrinsic ‘random_number’ at (1) is not PURE
mwe.f95:16:8:

     use myFunction
        1
Fatal Error: Can't open module file ‘myfunction.mod’ for reading at (1): No such file or directory
compilation terminated.

为什么会这样？有没有一种方法可以在纯例程中生成随机数

MWE如下所示。编译命令为

gfortran mwe.f95

。编译器版本为GCC 5.1.0

module myFunction

    implicit none

contains
    pure real function action ( ) result ( new_number )
        real :: y
            call init_seed ( )
            call random_number ( y )
            new_number = y**2
    end function
end module myFunction


program mwe
    use myFunction
    implicit none
    real :: x

        x = action ( )

end program mwe

---

这完全违背了纯粹的概念。在真正的函数语言中，真正的纯函数应该总是为相同的输入返回相同的结果。Fortran纯函数可以读取模块变量，因此更复杂

让任何函数（不仅仅是纯函数）返回伪随机数都不是一个好主意。当一个表达式中有更多函数调用时，Fortran编译器只允许对函数求值一次。当该函数是纯函数时，这种情况更有可能发生，或者说更合理

---

我建议只使用常规DO循环并调用

随机数

或其他自定义PRNG子例程。即使您想要自动并行化或类似的功能，编译器通常也能够将常规DO循环与并发DO循环同等对待。

这完全违背了纯粹性的概念。在真正的函数语言中，真正的纯函数应该总是为相同的输入返回相同的结果。Fortran纯函数可以读取模块变量，因此更复杂

让任何函数（不仅仅是纯函数）返回伪随机数都不是一个好主意。当一个表达式中有更多函数调用时，Fortran编译器只允许对函数求值一次。当该函数是纯函数时，这种情况更有可能发生，或者说更合理

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我建议只使用常规DO循环并调用

随机数

或其他自定义PRNG子例程。即使您需要自动并行或类似的功能，编译器通常也能够处理常规DO循环和并发DO循环。

您需要纯随机数生成器。例如，对于线性同余生成器，种子（64位无符号整数）与状态相同，与返回值相同。在这种情况下，状态/种子保存在采样例程外部，显式传递，从RNG获取时存储

您将需要纯随机数生成器。例如，对于线性同余生成器，种子（64位无符号整数）与状态相同，与返回值相同。在这种情况下，状态/种子保存在采样例程外部，显式传递，并在从RNG获取时存储

据我所知，纯函数不会有副作用。调用PRNG API通常会产生副作用，即更新PRNG的内部状态：考虑在<代码>之前执行一个随机值数组，同时执行并发< /代码>构造，然后在并发循环中，您会遇到一些类似于<代码> x（i）=动作（RANDARAMEL（i））< /代码>，

action

是一个合适的纯函数。如果我们理解您为什么希望在这种情况下使用纯函数，我们可能会为您提供最好的帮助（超出Vlad非常好的答案）。@agentp:谢谢。我对VF的评论是在我读这篇文章之前写的。还有一种可能性：使用SIMD而不是并发。但你可能需要引入一些结构性的变化。然后你可以用不纯元素代替纯过程。我知道，纯函数不会有副作用。调用PRNG API通常会产生副作用，即更新PRNG的内部状态：考虑在<代码>之前执行一个随机值数组，同时执行并发< /代码>构造，然后在并发循环中，您会遇到一些类似于<代码> x（i）=动作（RANDARAMEL（i））< /代码>，

action

是一个合适的纯函数。如果我们理解您为什么希望在这种情况下使用纯函数，我们可能会为您提供最好的帮助（超出Vlad非常好的答案）。@agentp:谢谢。我对VF的评论是在我读这篇文章之前写的。还有一种可能性：使用SIMD而不是并发。但你可能需要引入一些结构性的变化。然后，您可以使用不纯元素而不是纯过程。我假设在

do concurrent

上下文中，您需要为每个并发实例维护不同种子的向量。该函数必须返回一个包含生成的编号和新状态的派生类型，但是的，这是可能的。我还是更喜欢子程序。PRNG am using（不在do concurrent中）实际上接受这样的内容，但是在OpenMP和我必须注意保持每个线程的状态是分开的。@agentp在

do concurrent

上下文中，不管RNG是纯的还是非纯的，您都必须维护种子/状态向量not@agentp：我们依赖于使用pid生成种子的标准技巧。我们还内置了一个选项，通过读取/dev/uradom使用系统中的种子。目前尚不清楚这是否适用于并发计算。欢迎评论。@dantopa这是我所说的RNG，它与MCNP5中的基本相同。它具有快速log2（N）提前跳过（aka discard）。如果将种子/状态设置为外部参数，您可以将代码转换为适用于

concurrent

contextI的纯函数。我假设在

do concurrent

上下文中，您需要为每个并发实例维护一个包含不同种子的向量。该函数必须返回一个包含生成的编号和新状态的派生类型，但是，这是可能的。我还是更喜欢子程序。PRNG am using（不在do concurrent中）实际上接受类似的内容，但在OpenMP和我必须注意保持每个线程的状态sepa