随机数生成器性能比较

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今天看到一个帖子求随机数用法，看到回复都在使用 rand()，就突发奇想来比较一下 rand() 与 mt19937 的性能。

测试环境

测试于虚拟机中进行。

  • 虚拟机软件：VMware Workstation 17 Pro
  • 操作系统：Ubuntu 24.04 LTS
  • 编译器：GCC 13.2.0
  • 编译命令：g++ ./Code.cpp -std=c++14 -O2 -static -o ./Code
  • CPU：AMD Ryzen 7 6800HS Creator Edition × 2（核）
  • 内存：4096 MB

测试方法

使用 rand() 和 mt19937 分别生成 \(10^7\) 个随机数、计算异或和并记录使用时间。另外还记录了计算 \(1\) 到 \(10^7\) 的异或和的程序所用时间。为避免误差，测试进行三次。

测试结果

注：每次测试结果的第一个数是计算出的异或和，第二个数是运行时间。

rand()

Code

 
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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int sttime, edtime, ans;
int main(){
	srand(time(NULL));
	sttime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	for(int i = 1; i <= 10000000; i ++ ) ans ^= rand();
	edtime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	cout << ans << ' ' << edtime - sttime << '\n';
	return 0;
}

第一次：69721856 166411749

第二次：1482914441 163781860

第三次：985165798 165527310

mt19937

Code

 
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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int sttime, edtime, ans;
mt19937 rnd(time(NULL));
int main(){
	sttime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	for(int i = 1; i <= 10000000; i ++ ) ans ^= rnd();
	edtime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	cout << ans << ' ' << edtime - sttime << '\n';
	return 0;
}

第一次：-1197154284 54221094

第二次：1446003541 51768240

第三次：-528284598 50928197

\(1\) 到 \(10^7\) 的异或和

Code

 
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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int sttime, edtime, ans;
int main(){
	sttime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	for(int i = 1; i <= 10000000; i ++ ) ans ^= i;
	edtime = chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
	cout << ans << ' ' << edtime - sttime << '\n';
	return 0;
}

第一次：10000000 8881985

第二次：10000000 9048101

第三次：10000000 8922749

测试总结

总结：别用 rand() 了（