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プログラムやソフトウェアのみで完全にランダムなシード値を獲得する方法はあるのでしょうか? プログラムだけではなく特別な装置やハードウェアが必要になってくるのでしょうか?
大雑把な答えとしては:ソフトウェアのみで真にランダムなシード値を得る方法はありません。
IPAサイトにある RFC1750 セキュリティのための乱雑性についての推奨事項(Randomness Recommendations for Security) が参考になると思います。要旨(Abstract)より一部引用します:
これは、真に乱雑なハードウェアによるテクニックの利用を推奨し、「多くのシステム上の既存のハードウェアは、この目的のために使うことができること」を示します。これは、ハードウェアによる解決策が不能であるとき、...
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どこまでを「特別な装置やハードウェア」と考えるかは人それぞれなので、参考情報として。
プログラムは書いた通りにしか動作しないため、ランダムとて書かれた通りの動作をするだけです。何らかの外部情報が必要です。
2012年発表のIvy Bridgeマイクロアーキテクチャ以降には乱数ジェネレータが搭載され、それを呼び出すRDRAND命令 / RDSEED命令が用意されています。C/C++言語からは_rdrand64_step等の関数名で呼び出すことが可能です。
OSレベルでは、Linuxを中心に/dev/randomが用意されています。またWindowsにおいても暗号ライブラリの一部としてCryptGenRandom APIが用意されています。どのような実装が行われるかはプラットフォーム依存ではありますが、...
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そのままRandom.newとしてください。Random.newはシード値を引数として渡さない場合、Random.new_seedを呼び出し、その結果をシード値とします。Random.new_seedはシード値として適切な値を呼び出す毎にランダムに返します。
a = Random.new
b = Random.new
p a.seed
p b.seed
p a.rand
p b.rand
上のコードを実行すれば、aとbでシード値が異なること、最初の乱数も異なることが確認できると思います。
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「変数の名前」と「文字列」を区別してください。
質問文にあるプログラムには、大雑把に 2 つ、誤解なさっていそうな点があります。
1つ目は、diceQ = input("サイコロを振りますか? : ") という行では、ユーザーが入力した値が 文字列 として変数 diceQ に代入されているという点です。数値ではありません。たとえば下のようなプログラムを実行すると、このことが分かります。
diceQ = input("サイコロを振りますか? : ")
print(diceQ) # この時点での変数 diceQ の中身を出力します
2つ目は、if diceQ == yes: という行の yes という書き方は、「yes」という名前の変数だと解釈されているという点です。文字列「yes」は "yes" ...
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GCCの持つstd::random_deviceの主な実体ですが、
gcc/libstdc++-v3/include/bits/random.h
gcc/libstdc++-v3/src/c++11/random.cc
にあります。プリプロセッサマクロでコンパイル時に動作を分岐しています。
_GLIBCXX_USE_RANDOM_TR1
/dev/randomか/dev/urandomかのどちらかのデバイスファイルが存在すれば<random>はTR1対応とする。ただしMinGW環境では誤検出するため常にTR1未対応とする。
_GLIBCXX_X86_RDRAND
x86アーキテクチャの持つRDRAND命令が使用可能かテストする。
の2つが影響しています。その上で実際の動作としては
...
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種を固定して毎回同じ数値列が生成される(=簡単に予測可能)のは、さすがにまずいと思うのですが。
望ましい振る舞いではありませんが、ぎりぎりC++規格準拠といえる気はします。つまり "implementation-defined" の範囲内であり、単に実装の品質が著しく低いという解釈です。(それを不具合と呼ぶかどうかはもはや基準による?)
別の観点ですが、該当環境で std::random_device{}.entropy() == 0.0 となっているか確認してみてください。処理系の都合で非決定的な乱数列を返せないときは、entropy()がゼロを返す仕様になっています。
関連する C++11仕様 §26.5.6 [rand.device] より引用(強調部分は回答者による):
1 A ...
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Accept された後ではありますが
srand() に渡す値が大差ないときには rand() の初回呼出しが返す値を下手な加工して使うと乱数にならない例が既に知られています。
c言語での乱数生成
time(NULL) に getpid() の結果を加える程度だと上記例のような環境だと明らかにまずいです。また pid_t の取る値の範囲が狭い処理系 (FreeBSD や HPUX) ではXORしてもたいした違いにならないのでやはりあまりよろしくないです。というわけで srand(time(NULL)) はあまり良いプラクティスではありません。避けるべきでしょう。
ではどうすれば良いかは処理系によって異なります。とりあえず
srand() 直後の rand() は採用しない(数回~数十回読み捨てる)
...
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英語版での関連しそうな投稿から、いくつか使えそうなものを紹介しておきます。
sayuri さんが回答している通り、getpid と組み合わせる方法。
srand(time(NULL)) doesn't change seed value quick enough - Stack Overflow
srand( (unsigned) time(NULL) * getpid());
もしくは時間の精度をマイクロ秒まであげる方法などがあるようです。
srand() — why call it only once? - Stack Overflow
struct timeval t1;
gettimeofday(&t1, NULL);
srand(t1.tv_usec * t1.tv_sec);
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プラットフォームがわかりませんが、getpid とかをXORしてはどうでしょう?
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自己解決方法を以下に記します(万一間違っていた場合、教えて頂けると助かります)。
import random
import numpy as np
n = 27
itr = 10
step = [i for i in range(0,itr+1)]
r_list = [i for i in range(0,n)]
walk = np.zeros([n,n,n],dtype=np.uint8)
walk[0,0,0] = 1
prob =[]
time=[]
for t in step:
if t == 0:
pass
else:
number = random.randint(1,6)
next_walk = np.zeros([n,n,n],...
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