Quel meilleur problème pour PCG.SE que d'implémenter PCG, un meilleur générateur de nombres aléatoires ? Ce nouvel article prétend présenter un générateur de nombres aléatoires rapide, difficile à prévoir, petit et statistiquement optimal.
Son implémentation minimale en C est d'environ neuf lignes:
// *Really* minimal PCG32 code / (c) 2014 M.E. O'Neill / pcg-random.org
// Licensed under Apache License 2.0 (NO WARRANTY, etc. see website)
typedef struct { uint64_t state; uint64_t inc; } pcg32_random_t;
uint32_t pcg32_random_r(pcg32_random_t* rng)
{
uint64_t oldstate = rng->state;
// Advance internal state
rng->state = oldstate * 6364136223846793005ULL + (rng->inc|1);
// Calculate output function (XSH RR), uses old state for max ILP
uint32_t xorshifted = ((oldstate >> 18u) ^ oldstate) >> 27u;
uint32_t rot = oldstate >> 59u;
return (xorshifted >> rot) | (xorshifted << ((-rot) & 31));
}
(sur: http://www.pcg-random.org/download.html )
La question est: pouvez-vous faire mieux?
Règles
Écrivez un programme ou définissez une fonction qui implémente PCG sur des entiers non signés 32 bits. C'est assez large: vous pouvez imprimer une séquence infinie, définir une pcg32_random_rfonction et une structure correspondante, etc.
Vous devez être en mesure d'amorcer votre générateur de nombres aléatoires de manière équivalente à la fonction C suivante:
// pcg32_srandom(initstate, initseq)
// pcg32_srandom_r(rng, initstate, initseq):
// Seed the rng. Specified in two parts, state initializer and a
// sequence selection constant (a.k.a. stream id)
void pcg32_srandom_r(pcg32_random_t* rng, uint64_t initstate, uint64_t initseq)
{
rng->state = 0U;
rng->inc = (initseq << 1u) | 1u;
pcg32_random_r(rng);
rng->state += initstate;
pcg32_random_r(rng);
}
( à partir de : pcg_basic.c:37)
Appeler le générateur de nombres aléatoires sans l'amorcer au préalable est un comportement indéfini.
Pour vérifier facilement votre soumission, assurez-vous que, une fois amorcé avec initstate = 42et initseq = 52, le résultat est 2380307335:
$ tail -n 8 pcg.c
int main()
{
pcg32_random_t pcg;
pcg32_srandom_r(&pcg, 42u, 52u);
printf("%u\n", pcg32_random_r(&pcg));
return 0;
}
$ gcc pcg.c
$ ./a.out
2380307335
Notation
Score standard. Mesuré en octets. Le plus bas est le meilleur. En cas d'égalité, la soumission antérieure l'emporte. Les failles standard s'appliquent.
Exemple de solution
Compile sous gcc -W -Wallproprement (version 4.8.2).
Comparez votre soumission à celle-ci pour vous assurer d'obtenir la même séquence.
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
typedef struct { uint64_t state; uint64_t inc; } pcg32_random_t;
uint32_t pcg32_random_r(pcg32_random_t* rng)
{
uint64_t oldstate = rng->state;
// Advance internal state
rng->state = oldstate * 6364136223846793005ULL + (rng->inc|1);
// Calculate output function (XSH RR), uses old state for max ILP
uint32_t xorshifted = ((oldstate >> 18u) ^ oldstate) >> 27u;
uint32_t rot = oldstate >> 59u;
return (xorshifted >> rot) | (xorshifted << ((-rot) & 31));
}
void pcg32_srandom_r(pcg32_random_t* rng, uint64_t initstate, uint64_t initseq)
{
rng->state = 0U;
rng->inc = (initseq << 1u) | 1u;
pcg32_random_r(rng);
rng->state += initstate;
pcg32_random_r(rng);
}
int main()
{
size_t i;
pcg32_random_t pcg;
pcg32_srandom_r(&pcg, 42u, 52u);
for (i = 0; i < 16; i++)
{
printf("%u\n", pcg32_random_r(&pcg));
}
return 0;
}
Séquence:
2380307335
948027835
187788573
3952545547
2315139320
3279422313
2401519167
2248674523
3148099331
3383824018
2720691756
2668542805
2457340157
3945009091
1614694131
4292140870