基于 intel MKL 的高性能随机数生成器

这个类基于 intel Math Kernel Library 的随机数生成器，可以生成平均分布的 int/float/double。保持接口与 C++11 一致，即：对于 int，生成范围是 [a, b]；对于 float 与 double，生成范围是 [a, b)。

不需要每次去初始化种子。只需要随时调用即可，每次调用都可以得到不同的随机数。

代码如下（编译时需要指定 -std=c++11):

#ifndef RANDOM_NUMBER_CLASS_H
#define RANDOM_NUMBER_CLASS_H

#include <mkl.h>

template<typename Type>
class Random
{
public:
Random();
Random(const Random&) = delete;
Random(Random&&) = delete;
Random& operator=(const Random&) = delete;
Random& operator=(Random&&) = delete;
~Random();
Type operator()(Type left, Type right);
private:
VSLStreamStatePtr stream;
};

// creates and initializes a random stream
// use Mersenne-Twister pseudorandom number generator: VSL_BRNG_MT19937
// use time counter on CPU instruction level (ASM): __rdtsc()
// __rdtsc() returns the CPU time stamp
template<typename Type>
inline Random<Type>::Random()
{
vslNewStream(&stream, VSL_BRNG_MT19937, __rdtsc());
}

// deletes the random stream
template<typename Type>
inline Random<Type>::~Random()
{
vslDeleteStream(&stream);
}

// template specialization: int
// randomly return an int in the section [left, right]
template<>
inline int Random<int>::operator()(int left, int right)
{
int retValue;
viRngUniform(VSL_RNG_METHOD_UNIFORM_STD, stream, 1, &retValue, left, right + 1);
return retValue;
}

// template specialization: float
// randomly return a float in the section [left, right)
template<>
inline float Random<float>::operator()(float left, float right)
{
float retValue;
vsRngUniform(VSL_RNG_METHOD_UNIFORM_STD, stream, 1, &retValue, left, right);
return retValue;
}

// template specialization: double
// randomly return a double in the section [left, right)
template<>
inline double Random<double>::operator()(double left, double right)
{
double retValue;
vdRngUniform(VSL_RNG_METHOD_UNIFORM_STD, stream, 1, &retValue, left, right);
return retValue;
}

#endif // !RANDOM_NUMBER_CLASS_H

使用方法非常简单。以随机生成 int 为例：

Random<int> rand;
int ival = rand(0, 9); // 生成一个在区间 [0, 9] 内的随机数，0 和 9 都包括在内

在循环中使用时也无需再考虑初始化种子的问题，直接使用即可。例如：

Random<int> rand;
for(int i = 0; i < 10; ++i)
std::cout << rand(0, 9) << std::endl; // 每次输出一个 [0, 9] 区间内的随机整数，无需考虑种子问题

同一个对象可以对不同的区间重复使用，直到此对象析构。例如：

Random<int> rand;
int ival1 = rand(0, 9); // 生成一个 [0, 9] 区间内的随机整数
int ival2 = rand(10, 19); // 生成一个 [10, 19] 区间内的随机整数

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