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<!doctype html>
<html class="cpprefjp" lang="ja" itemscope="" itemtype="http://schema.org/WebPage">
<head>
<!-- Google tag (gtag.js) -->
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<script>
window.dataLayer = window.dataLayer || [];
function gtag(){dataLayer.push(arguments);}
gtag('js', new Date());
gtag('config', 'G-NXNBNVBTJS');
</script>
<meta charset="UTF-8">
<title>std::knuth_b - cpprefjp C++日本語リファレンス</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
<meta name="keywords" content="
C++,標準ライブラリ,リファレンス,ドキュメント,STL,std,random,std,type-alias,cpp11
">
<meta name="title" content="std::knuth_b - cpprefjp C++日本語リファレンス" />
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<script type="text/javascript" src="../../static/kunai/js/kunai.js?cachebust=557cd0469f26f0f797224f46d1b6e764266f07cc"></script>
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document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() {
var kn = new Kunai;
kn.cpprefjp();
});
</script>
</head>
<body>
<header data-kunai-mdinfo="{"meta": {"header": ["random"], "namespace": ["std"], "id-type": ["type-alias"], "cpp": ["cpp11"]}, "sources": [{"id": "0deb7b1e2030018ecc77089f5aab4d9e1e8e0ff0", "source": "#include <iostream>\n#include <random>\n#include <cstdint>\n\nint main()\n{\n std::random_device seed_gen;\n std::uint32_t seed = seed_gen();\n std::knuth_b engine(seed);\n\n for (int i = 0; i < 10; ++i) {\n std::uint64_t result = engine();\n std::cout << result << std::endl;\n }\n}\n"}], "page_id": ["reference", "random", "knuth_b"]}">
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<div class="title">cpprefjp - C++日本語リファレンス</div>
</div>
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var cx = '013316413321391058734:ji_u66hl7hq';
var gcse = document.createElement('script');
gcse.type = 'text/javascript';
gcse.async = true;
gcse.src = (document.location.protocol == 'https:' ? 'https:' : 'http:') +
'//www.google.com/cse/cse.js?cx=' + cx;
var s = document.getElementsByTagName('script')[0];
s.parentNode.insertBefore(gcse, s);
})();
</script>
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</li>
<li>
<a href="https://github.com/cpprefjp/site">GitHub Project</a>
</li>
</ul>
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</header>
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<span itemprop="name">リファレンス</span>
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<span itemprop="name">random</span>
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</span>
</li>
<li class="active" itemscope itemtype="http://www.schema.org/SiteNavigationElement">
<span>
<span itemprop="name">knuth_b</span>
</span>
</li>
</ol>
<div class="crsearch"></div>
</div>
</div>
<div class="row">
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<p class="text-right"><small>
最終更新日時:
<time itemprop="datePublished" class="js-local-time"
datetime="2025-10-23T01:15:43+09:00">
2025年10月23日 01時15分43秒 (JST)
</time>
<br/>
<span itemprop="author" itemscope itemtype="http://schema.org/Person">
<span itemprop="name">Akira Takahashi</span>
</span>
が更新
</small></p>
<script>
(function () {
// 最終更新日時を閲覧者のローカルタイムゾーンで表示し直す (issue #53 の正規化)。
// JS が無効な環境ではサーバ生成の JST 表記がそのまま残る。
function pad(n) { return (n < 10 ? '0' : '') + n; }
var els = document.querySelectorAll('time.js-local-time[datetime]');
for (var i = 0; i < els.length; i++) {
var el = els[i];
var d = new Date(el.getAttribute('datetime'));
if (isNaN(d.getTime())) { continue; }
var tz = '';
try {
var parts = new Intl.DateTimeFormat(undefined, { timeZoneName: 'short' }).formatToParts(d);
for (var j = 0; j < parts.length; j++) {
if (parts[j].type === 'timeZoneName') { tz = parts[j].value; break; }
}
} catch (e) {}
el.textContent = d.getFullYear() + '年' + pad(d.getMonth() + 1) + '月' + pad(d.getDate()) + '日 '
+ pad(d.getHours()) + '時' + pad(d.getMinutes()) + '分' + pad(d.getSeconds()) + '秒'
+ (tz ? ' (' + tz + ')' : '');
}
})();
</script>
<p class="text-right">
<a class="history" target="_blank" href="https://github.com/cpprefjp/site/commits/master/reference/random/knuth_b.md">
<span class="fa fa-fw fa-clock-o fa-flip-horizontal"></span>履歴
</a>
<a class="edit" target="_blank" href="https://github.com/cpprefjp/site/edit/master/reference/random/knuth_b.md">
<span class="fa fa-fw fa-pencil"></span>編集
</a>
</p>
</div>
</div>
<div class="row">
<div class="col-sm-12 content-body">
<div class="identifier-type">type-alias</div><div class="header"><random></div><h1 itemprop="name"><span class="namespace" title="namespace std">std::</span><span class="token">knuth_b</span><span class="cpp cpp11" title="C++11で追加">(C++11)</span></h1>
<div itemprop="articleBody"><p><div class="codehilite"><pre><span></span><code><span class="k">namespace</span><span class="w"> </span><span class="nn">std</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span>
<span class="w"> </span><span class="k">using</span><span class="w"> </span><span class="n">knuth_b</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="n"><a href="shuffle_order_engine.html">shuffle_order_engine</a></span><span class="o"><</span><span class="n"><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></span><span class="p">,</span><span class="w"> </span><span class="mi">256</span><span class="o">></span><span class="p">;</span>
<span class="p">}</span>
</code></pre></div>
</p>
<h2>概要</h2>
<p><code>knuth_b</code>は、MINSTD最小標準乱数生成器である<code><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></code>の生成順を並び替えた乱数生成法である。</p>
<p><code>knuth_b</code>では、<code><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></code>によって生成された乱数を<code>256</code>個バッファリングしておき、順番を入れ替えて値を選択していく。これにより、線形合同法(<code><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></code> or <code><a href="minstd_rand.html">minstd_rand</a></code>)を直接使用するよりも出力間の相関関係が小さくなり、乱雑さが増加する。</p>
<p>Donald Knuth氏の著書『The Art of Computer Programming, Second Edition, Volume 2, Seminumerical Algorithms』で述べられている、リオーダーアルゴリズムBがそれだ。</p>
<h2>要件</h2>
<p><code>knuth_b</code>型オブジェクトを<a class="cpprefjp-defined-word" data-desc="デフォルト初期化。`T x;`構文での初期化。トリビアルにデフォルト構築可能な型の場合は初期化されず（オブジェクトのlifetimeは開始される）、そうではないクラス型はデフォルトコンストラクタで初期化する。配列型の場合は各要素が再帰的にデフォルト初期化される">デフォルト構築</a>した場合、10000番目に生成される擬似乱数の値は<code>1112339016</code>であること。</p>
<h2>乱数列の周期</h2>
<p>不明(Boost.Randomのドキュメントより)</p>
<h2>サイズ</h2>
<p><div class="codehilite"><pre><span></span><code><span class="p">(</span><span class="mi">256</span><span class="w"> </span><span class="o">+</span><span class="w"> </span><span class="mi">1</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span><span class="o">*</span><span class="w"> </span><span class="k">sizeof</span><span class="p">(</span><span class="n"><a href="../cstdint/uint_fast32_t.html">uint_fast32_t</a></span><span class="p">)</span>
</code></pre></div>
</p>
<p><code><a href="shuffle_order_engine.html">shuffle_order_engine</a></code>でバッファリングする要素の数(256) + <code><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></code>の状態(1)。</p>
<h2>パフォーマンス</h2>
<p><code><a href="minstd_rand0.html">minstd_rand0</a></code>の2〜3倍遅い程度。</p>
<p>詳細は、<code><a href="shuffle_order_engine.html">shuffle_order_engine</a></code>ページの動作説明を参照。</p>
<h2>次元</h2>
<p>次元数のトレードオフは、各出力の間(現在の状態と次の状態)の相関関係が、無視できるほどしかないということを意味する。たとえばN次元のランダムなベクトルを生成する場合、各次元の値に相関関係がほぼない状態にできる。</p>
<p>概要で説明したように、この手法は線形合同法によって生成された乱数を<code>256</code>個バッファリングして生成順を入れ替えたものである。それによって、出力間の相関関係は小さくなってはいるが、無視できるほど小さい相関関係とは言いにくい。<code>knuth_b</code>は、2次元以上のランダムな値を生成するために使用することもできるだろうが、そのような目的に使用するのであれば、<code><a href="mt19937.html">mt19937</a></code>や<code><a href="mt19937_64.html">mt19937_64</a></code>を使用することを推奨する。</p>
<h2>シード、および生成される値の型</h2>
<p><code><a href="../cstdint/uint_fast32_t.html">uint_fast32_t</a></code></p>
<h2>例</h2>
<p><div class="yata" id="0deb7b1e2030018ecc77089f5aab4d9e1e8e0ff0"><div class="codehilite"><pre><span></span><code><span class="cp">#include <a href="../iostream.html"><iostream></a></span>
<span class="cp">#include <a href="../random.html"><random></a></span>
<span class="cp">#include <a href="../cstdint.html"><cstdint></a></span>
<span class="kt">int</span><span class="w"> </span><span class="nf">main</span><span class="p">()</span>
<span class="p">{</span>
<span class="w"> </span><span class="n"><a href="random_device.html">std::random_device</a></span><span class="w"> </span><span class="n">seed_gen</span><span class="p">;</span>
<span class="w"> </span><span class="n"><a href="../cstdint/uint32_t.html">std::uint32_t</a></span><span class="w"> </span><span class="n">seed</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="n">seed_gen</span><span class="p">();</span>
<span class="w"> </span><span class="n"><span style="color:#ff0000">std::knuth_b</span></span><span class="w"> </span><span class="n">engine</span><span class="p">(</span><span class="n">seed</span><span class="p">);</span>
<span class="w"> </span><span class="k">for</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="kt">int</span><span class="w"> </span><span class="n">i</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="mi">0</span><span class="p">;</span><span class="w"> </span><span class="n">i</span><span class="w"> </span><span class="o"><</span><span class="w"> </span><span class="mi">10</span><span class="p">;</span><span class="w"> </span><span class="o">++</span><span class="n">i</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span><span class="p">{</span>
<span class="w"> </span><span class="n"><a href="../cstdint/uint64_t.html">std::uint64_t</a></span><span class="w"> </span><span class="n">result</span><span class="w"> </span><span class="o">=</span><span class="w"> </span><span class="n">engine</span><span class="p">();</span>
<span class="w"> </span><span class="n"><a href="../iostream/cout.html">std::cout</a></span><span class="w"> </span><span class="o"><<</span><span class="w"> </span><span class="n">result</span><span class="w"> </span><span class="o"><<</span><span class="w"> </span><span class="n"><a href="../ostream/endl.html">std::endl</a></span><span class="p">;</span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span>
<span class="p">}</span>
</code></pre></div>
</div></p>
<h3>出力例</h3>
<p><pre><code>1626011263
899717059
1316478681
732866635
512074444
354532979
2021640279
2002307542
2064026990
375634814
</code></pre></p>
<h2>バージョン</h2>
<h3>言語</h3>
<ul>
<li>C++11</li>
</ul>
<h3>処理系</h3>
<ul>
<li><a href="../../implementation.html#clang">Clang</a>: ??</li>
<li><a href="../../implementation.html#gcc">GCC</a>: 4.7.2 <span aria-label="検証済" role="img" title="検証済">✅</span></li>
<li><a href="../../implementation.html#icc">ICC</a>: ??</li>
<li><a href="../../implementation.html#visual_cpp">Visual C++</a>: ??</li>
</ul>
<h2>参照</h2>
<ul>
<li><a href="http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1933.pdf" target="_blank">N1933 Improvements to TR1's Facility for Random Number Generation</a></li>
</ul></div>
</div>
</div>
</div>
<div id="sidebar" class="col-sm-3 col-sm-pull-9">
</div>
</div>
</div>
</main>
<footer class="footer navbar navbar-default">
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<p><small>
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