C++ 具名要求：随机数引擎 (RandomNumberEngine) (C++11 起)

随机数引擎是返回无符号整数值的函数对象，它使得可能结果范围中的每个值拥有（理想的）相等概率。

任何随机数引擎亦为均匀随机位生成器 (UniformRandomBitGenerator) ，从而可能插入任何随机数分布，以获得随机数（正式而言是随机变量）。

要求

一个类型满足随机数引擎 (RandomNumberEngine) 的条件是，它满足均匀随机位生成器 (UniformRandomBitGenerator) ，并且给定以下类型和值，它也满足下方表格列出的语义和复杂度要求：

类型	定义
`E`	随机数引擎 (RandomNumberEngine) 类型
`T`	`E::result_type`
值	定义
e	`E` 类型的值
v	`E` 类型左值
x, y	（可有 const 限定的）`E` 类型的值
s	`T` 类型的值
q	种子序列 (SeedSequence) 类型左值
z	unsigned long long 类型的值
os	类型是 std::basic_ostream 的特化的左值
is	类型是 std::basic_istream 的特化的左值
n	`E` 的状态的大小
TA	`E` 的变换算法
GA	`E` 的生成算法

表达式	返回类型	语义	复杂度
E()	不适用	创建与所有其他默认构造的 `E` 类型引擎的初始状态都相同的引擎。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
E(x)		创建比较等于 x 的引擎。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
E(s)		创建初始状态由 s 确定的引擎。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
E(q)		创建初始状态由单次调用 `q.generate` 确定的引擎。	与在长度是 n 的序列上调用 `q.generate` 的复杂度相同
e.seed()	void	后条件：e == E().	与 E() 的复杂度相同
e.seed(s)	void	后条件：e == E(s).	与 E(s) 的复杂度相同
e.seed(q)	void	后条件：e == E(q).	与 E(q) 的复杂度相同
e()	`T`	将 e 的状态从 `ei` 递进到 `ei+1`（即 TA(e`i`)），并返回 GA(e`i`)。	均摊常数
e.discard(z)	void	以等价于连续调用 z 次 e() 的方式将 e 的状态从 `ei` 递进到 `ei+z`。	不差于连续调用 z 次 e() 的复杂度
x == y	bool	如果对于所有正整数 i，对 x() 和 y() 的连续第 i 次调用都返回相同的值，那么返回 true。否则返回 false。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
x != y	bool	!(x == y)	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
os << x	decltype(os)&	在 fmtflags 设置为 std::ios_base::dec \| std::ios_base::left，以及填充字符设置为空格的条件下，将 x 的当前状态的文本表示写入 os。后条件：os 的 fmtflags 和填充字符与之前一致。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$
is >> v	decltype(is)&	在 fmtflags 设置为 std::ios_base::dec 的条件下，从 is 读取 v 的当前状态的文本表示。如果输入不正确，那么会确保此操作不更改 v 的状态，并调用 is.setstate(std::ios_base::failbit)（它可能会抛出 std::ios_base::failure）。前条件：is 提供的文本表示是在之前由满足以下所有条件的输出流 pr 写入的： is.getloc() == pr.getloc() 是 true。 std::is_same<decltype(is)::char_type, decltype(pr)::char_type>::value 是 true。 std::is_same<decltype(is)::traits_type, decltype(pr)::traits_type>::value 是 true。后条件：is 的 fmtflags 与之前一致。	$\scriptsize O(n)$ $O(n)$

标准库

下列标准库设施满足随机数引擎（随机数引擎 (RandomNumberEngine) ）：

linear_congruential_engine (C++11)	实现线性同余算法 (类模板)
mersenne_twister_engine (C++11)	实现梅森缠绕器算法 (类模板)
subtract_with_carry_engine (C++11)	实现带进位减（一种延迟斐波那契）算法 (类模板)
philox_engine (C++26)	基于计数器的可并行化引擎 (类模板)
discard_block_engine (C++11)	舍弃随机数引擎的某些输出 (类模板)
independent_bits_engine (C++11)	打包随机数引擎的输出为指定位数的块 (类模板)
shuffle_order_engine (C++11)	以不同顺序发送一个随机数引擎的输出 (类模板)

下列标准库设施满足均匀随机位生成器 (UniformRandomBitGenerator) 但不满足随机数引擎 (RandomNumberEngine) ：

random_device

(C++11)

使用硬件熵源的非确定随机数生成器
(类)

编译器支持
自立实现与有宿主实现
语言
标准库
标准库标头
具名要求
功能特性测试宏 (C++20)
语言支持库
概念库 (C++20)
诊断库
内存管理库
元编程库 (C++11)
通用工具库
容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
字符串库
文本处理库
数值库
日期和时间库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
并发支持库 (C++11)
执行控制库 (C++26)
技术规范
符号索引
外部库

表达式	返回类型	语义	复杂度
E()	不适用	创建与所有其他默认构造的 `E` 类型引擎的初始状态都相同的引擎。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
E(x)		创建比较等于 x 的引擎。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
E(s)		创建初始状态由 s 确定的引擎。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
E(q)		创建初始状态由单次调用 `q.generate` 确定的引擎。	与在长度是 n 的序列上调用 `q.generate` 的复杂度相同
e.seed()	void	后条件：e == E().	与 E() 的复杂度相同
e.seed(s)	void	后条件：e == E(s).	与 E(s) 的复杂度相同
e.seed(q)	void	后条件：e == E(q).	与 E(q) 的复杂度相同
e()	`T`	将 e 的状态从 `ei` 递进到 `ei+1`（即 TA(e`i`)），并返回 GA(e`i`)。	均摊常数
e.discard(z)	void	以等价于连续调用 z 次 e() 的方式将 e 的状态从 `ei` 递进到 `ei+z`。	不差于连续调用 z 次 e() 的复杂度
x == y	bool	如果对于所有正整数 i，对 x() 和 y() 的连续第 i 次调用都返回相同的值，那么返回 true。否则返回 false。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
x != y	bool	!(x == y)	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
os << x	decltype(os)&	在 fmtflags 设置为 std::ios_base::dec \| std::ios_base::left，以及填充字符设置为空格的条件下，将 x 的当前状态的文本表示写入 os。后条件：os 的 fmtflags 和填充字符与之前一致。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$
is >> v	decltype(is)&	在 fmtflags 设置为 std::ios_base::dec 的条件下，从 is 读取 v 的当前状态的文本表示。如果输入不正确，那么会确保此操作不更改 v 的状态，并调用 is.setstate(std::ios_base::failbit)（它可能会抛出 std::ios_base::failure）。前条件：is 提供的文本表示是在之前由满足以下所有条件的输出流 pr 写入的： is.getloc() == pr.getloc() 是 true。 std::is_same<decltype(is)::char_type, decltype(pr)::char_type>::value 是 true。 std::is_same<decltype(is)::traits_type, decltype(pr)::traits_type>::value 是 true。后条件：is 的 fmtflags 与之前一致。	\(\scriptsize O(n)\) $O(n)$

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