Написать свой генератор псевдослучайных чисел

#cpp #c #математика #случайные_числа #opencl

Необходимо написать свой генератор, т. к. нет возможности добавить библиотеку со
встроенным. Можете подсказать пожалуйста ссылку или формулу, по которой можно на C,
где будут случайных числа между минимумом и максимумом. Типа int и double.

P. S. Пишу под OpenCL. Никаких встроенных готовых библиотек с этим нет. Есть варианты,
но там сложнее немного. 
Был ли у кого опыт написания примитивного ГПСЧ без каких-либо встроенных функций?
    

Ответы

Ответ 1

Когда-то давно (до С++11) писал по второму тому Кнута для 32 и 64 бит - если поможет...

class Random
{
public:
    typedef int RandomValue;
    Random& operator = (int seed) { X = seed; return *this; }
    Random(int seed = 1):X(seed){};
    int operator()(int seed = 0)
    {
        const int MM = 2147483647;
        const int AA =      48271;
        const int QQ =      44488;
        const int RR =       3399;
        if (seed != 0) X = seed;
        X = AA*(X%QQ)-RR*(X/QQ);
        if (X < 0) X += MM;
        return X-1;
    }
    int operator()(int min, int max)
    {
        return (*this)()%(max-min) + min;
    }
private:
    int X;
};

class Random64
{
typedef unsigned long long uint64;
public:
    typedef uint64 RandomValue;
    Random64& operator = (uint64 seed) { X = seed; return *this; }
    Random64(uint64 seed = 0):X(seed){};
    uint64 operator()(uint64 seed = uint64(-1))
    {
        const uint64 a = 3202034522624059733ULL;
        const uint64 c =                   1ULL;

        if (seed != uint64(-1)) X = seed;
        uint64 Y = a * X + c;
        X = a * Y + c;
        Y = (Y&0xFFFFFFFF00000000ULL) | (X >> 32);
        return Y;
    }
    uint64 operator()(uint64 min, uint64 max)
    {
        return (*this)()%(max-min) + min;
    }
private:
    uint64 X;
};


Ответ 2

Кому нужно будет, вот решение :

main
{
  uint32_t stat[1];
  stat[0] = 2595719;
  uint32_t rang = 0;
  int min = 10;
  int max = 1000;
  for (int i = 0; i < 10000; i++)
  {
      rang = rand(stat) % (max - min) + min;
      cout << "Random Number is " << rang << endl;
  }
}

uint32_t  rand(uint32_t  state[1])
{
  uint32_t x = state[0];
  x ^= x << 13;
  x ^= x >> 17;
  x ^= x << 5;
  state[0] = x;
  return x;
}


Предложите, что подкорректировать, если есть варианты


Ответ 3

Для написания своего ГПСЧ можно использовать линейный конгруэнтный метод. Он довольно
часто применяется в реализации стандартной библиотеки. Этот метод может сгенерировать
статистически хорошую псевдослучайную последовательность (т. е. часта появления каждого
числа будет примерно одинаковой), но этот метод не применим в криптографии, т. к. может
быть легко взломан.

Переносимую реализацию функции rand и srand можно найти в стандарте языка C (в качестве
примера приведена реализация из стандарта C11):


static unsigned long long int next = 1;

int rand(void) {
    next = next * 1103515245 + 12345;
    return (unsigned int)(next/65536) % 32768;
}

void srand(unsigned int seed) {
    next = seed;
}

  
  ISO/IEC 9899:2011




Примечания
Переменная next объявлена статической, т. к. предполагается, что она и (обе функции,
к тому же) находится в файле stdlib.h.


Ответ 4

Почему бы вам не использовать стандартный метод для Си:

srand(time(NULL));
digit = begin_num + rand() % n;


Ответ 5

Могу предложить еще один простой пример:

class RandInt {
    using Cont = std::valarray;
    Cont v;
    static int k;
public:
    RandInt(int min, int max, size_t seed)
    {
        k = seed;
        int langht = max - min;
        v = Cont(min, langht);
        for (int i = 1; i < langht; ++i)
            v[i] = v[i -1] + 1;

    }
    int operator ()()
    {
        v = v.cshift(k);
        ++k;
        return v[v.size()/2];
    }
};
int RandInt::k;

int main(])
{    
    RandInt r(-25, 25, 3);
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
        std::cout << r() << '\n';
    return 0;
}