Ruby'；兰德？

Ruby将PRNGs实现为“一个周期为2**19937-1的改良Mersenne捻线器”

我对MT的理解是，它在2^32个不同的种子上运行。让我困惑的是，

Random.new（seed）

接受任意大的数字，比如

Random.new（2**100）

但是，我无法找到（逻辑）冲突：

Random.new(1).rand(10**5) == Random.new(2**32-1).rand(10**5) => false
Random.new(1).rand(10**5) == Random.new(2**32).rand(10**5) => false
Random.new(1).rand(10**5) == Random.new(2**32+1).rand(10**5) => false

鉴于我们希望利用MT的最大种子范围，即我们希望使用尽可能多的不同种子，同时避免与两个不同种子发生碰撞，那么什么种子范围实现了这一点

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我试图理解Ruby的random实现中发生了什么，但没有走得太远

Mersenne捻线器序列长度为

2**（624*32-1）-1

，种子值用于设置PRNG的内部状态，该状态与该序列中的位置直接相关

最容易找到的repeat似乎是every

2**（624*32）

，可以显示为这样工作：

 repeat_every =  2 ** ( 624 * 32 )

 start_value = 5024214421  # Try any value

 r1 = Random.new( start_value )

 r2 = Random.new( start_value + repeat_every )

 r17 = Random.new( start_value + 17 * repeat_every )

 r23 = Random.new( start_value + 23 * repeat_every )

 r1.rand == r2.rand  
 # true

 r17.rand == r23.rand  
 # true

或者试试这个：

 repeat_every =  2 ** ( 624 * 32 )

 start_value = 5024214421  # Try any value

 r1 = Random.new( start_value )

 r2 = Random.new( start_value + repeat_every )

 Array.new(10) { r1.rand(100) }
 # => [84, 86, 8, 58, 5, 21, 79, 10, 17, 50]

 Array.new(10) { r2.rand(100) }
 # => [84, 86, 8, 58, 5, 21, 79, 10, 17, 50]

重复值与Mersenne捻线机的工作方式有关。MT的内部状态是624个32位无符号整数的数组。您链接的Ruby源代码将Ruby Fixnum打包到一个数组中-magic命令是

rb_integer_pack（seed、buf、len、sizeof（uint32_t）、0、，
整数_PACK_LSWORD_FIRST |整数_PACK_NATIVE_BYTE_ORDER）；

然而，这并不容易处理，它是在

internal.h

中定义的，所以只有在使用Ruby解释器时才真正可以访问。无法从普通C扩展中访问此函数

压缩整数然后通过函数

init\u by\u array

加载到MT的内部状态。这是一个看起来相当复杂的函数-压缩种子值并不是直接写入状态，而是逐项生成状态，使用各种XOR、加法和交叉引用前面的值（这里的Ruby源代码也添加到压缩数组的索引位置，注释）“非线性”，我认为这是对标准MT的参考修改之一）

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请注意，MT序列的大小小于

2**（624*32）

-我在这里显示的

repeat\u every

值一次跳过2个序列，但最容易找到重复种子值，因为很容易看到它如何将内部状态设置为完全相同（因为种子的数组表示中的前624项是相同的，这就是以后使用的全部内容）。其他种子值也将产生相同的内部状态，但这种关系是一种复杂的映射，将19938位空间中的每个整数与另一个整数配对，从而为MT创建相同的状态。

它在内部使用624个32位整数的向量（我认为-至少这是MT的默认实现将使用的）。您链接的代码将大整数拆分为一个32位整数数组，该数组为初始状态向量提供数据。注意624*32=19968…种子也是的“状态”MT@NeilSlater：等等。这是否意味着Random.new（1）将在某个点开始生成与Random.new（1000）相同的序列？我想知道

rb\u to\u int（vseed）

是否进行了一些规范化？是的，有一个重复的单一序列，种子只是在不同的位置拾取。但是，这些状态通常不像小种子那样紧密。在实践中，您不太可能看到冲突-如果您只是将生成器设置为从

srand（1）

vs

srand（1000）运行

并且每秒得到10亿个结果，当序列之间出现重叠时，我们都早就死了。可用空间很大。这与知道“我在序列中的什么位置”是不同的问题，即看到足够的变化来识别状态。