Random MT19937不会通过将种子值保持为常量来复制相同的伪随机序列

我在Fortran 90/95的Monte Carlo模拟中编写了一个检查点函数，我使用的编译器是ifort 18.0.2，在详细说明我使用的伪随机生成器版本之前：

A C-program for MT19937, with initialization, improved 2002/1/26.
Coded by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto.

Code converted to Fortran 95 by Josi Rui Faustino de Sousa
Date: 2002-02-01

有关源代码，请参阅

我的蒙特卡罗模拟代码的一般结构如下所示：

program montecarlo
 call read_iseed(...)
 call mc_subroutine(...)
end 

在读取的

文件中

subroutine read_iseed(...)
  use mt19937

    if (Restart == 'n') then

    call system('od -vAn -N4 -td4 < /dev/urandom > '//trim(IN_ISEED)
    open(unit=7,file=trim(IN_ISEED),status='old')
    read(7,*) i
    close(7)

    !This is only used to initialise the PRNG sequence
    iseed = abs(i)
    else if (Restart == 'y') then

    !Taking seed value from the latest iteration of previous simulation
    iseed = RestartSeed

    endif

    call init_genrand(iseed)
    print *, 'first pseudo-random value ',genrand_real3(), 'iseed ',iseed

    return
end subroutine

输出出乎意料地不是我想的那样，无论如何，

iseed

两次初始化之间的输出是相同的，但是，

genrand\u real3（）

输出是不相同的

由于这个意外的结果，我很难在系统的任意状态下恢复模拟，因为模拟没有再现我正在模拟的系统的最新配置状态

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我不确定我是否提供了足够的信息，请让我知道这个问题的任何部分是否需要更具体？

从您提供的源代码中（源代码请参见[mt19937]{}），init_genrand不清楚整个状态

有3个关键状态变量：

integer( kind = wi )  :: mt(n)            ! the array for the state vector
logical( kind = wi )  :: mtinit = .false._wi   ! means mt[N] is not initialized
integer( kind = wi )  :: mti = n + 1_wi   ! mti==N+1 means mt[N] is not initialized

第一个是“状态向量的数组”，第二个是确保我们不会从未初始化的数组开始的标志，第三个是一些位置标记，正如我在注释中所述的条件所猜测的那样

查看

子例程init\u genrand（s）

，它设置

mtinit

标志，并从

1

到

n

填充

mt（）

数组。好的

查看

genrand\u real3

它基于

genrand\u int32

查看genrand_int32，它以

if ( mti > n ) then ! generate N words at one time
  ! if init_genrand() has not been called, a default initial seed is used
  if ( .not. mtinit ) call init_genrand( seed_d )

然后进行算术运算，然后开始得到结果：

y = mt(mti)
mti = mti + 1_wi

所以

mti

是“状态数组”中的位置索引，在从生成器读取每个整数后，它将递增1

回到

init\u genrand

-记得吗？它一直在重置阵列

mt（）

，但没有将MTI重置回其起始位置

MTI=n+1_wi

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我打赌这就是您观察到的现象的原因，因为在使用相同的种子重新初始化后，数组将填充相同的值集，但稍后int32生成器将从不同的起点读取。我怀疑这是有意的，所以这可能是一个容易忽略的小错误。

请在所有Fortran问题中使用tag[tagnfortran]。标记poth fortran90和fortran95没有任何意义，你的问题无论如何都不是版本指定。

init_genrand

如何填充完整的PRNG状态？@francescalus请参见[mt19937ar]{}，我的第一次测试证明，它能够通过输入一个恒定的种子值来复制序列，但在我的第二次测试中，当我用相同的种子值重新初始化序列时，它不知何故没有将序列的状态重置回它开始的位置。函数

init\u genrand

在我阅读子例程时，在我看来，

init\u genrand（）

通过给定种子值初始化序列的起始位置，

genrand\u real3（）

提供了（0,1）中的值。你有没有看到任何分歧？显然我不是唯一一个对这个bug感兴趣的人，这是一个基于mt19937实现检查点重启的已知问题，重置位置索引需要知道调用genrand_real（）和genrand_int（）的确切总次数，由于这取决于应用程序，因此没有通用的解决方案。但为指出问题而欢呼！

y = mt(mti)
mti = mti + 1_wi