mersenne_twister クラス
更新 : 2007 年 11 月
メルセンヌ ツイスタ アルゴリズムでランダム シーケンスを生成します。
template<class UIntType,
int W, int N, int M, int R,
UIntType A, int U, int S,
UIntType B, int T, UIntType C, int L>
class mersenne_twister {
public:
typedef mersenne_twister<UIntType, W, N, M, R,
P, U, S, B, T, C, L> _MyT;
typedef UIntType result_type;
static const int word_size = W;
static const int state_size = N;
static const int shift_size = M;
static const int mask_bits = R;
static const int UIntType parameter_a = A;
static const int output_u = U;
static const int output_s = S;
static const UIntType output_b = B;
static const int output_t = T;
static const UIntType output_c = C;
static const int output_l = L;
static const UIntType default_seed = 5489U;
explicit mersenne_twister(unsigned long x0 = default_seed);
mersenne_twister(const mersenne_twister& right);
mersenne_twister(mersenne_twister& right);
template<class Gen>
mersenne_twister(Gen& gen);
void seed(unsigned long x0 = default_seed);
template<class Gen>
void seed(Gen& gen);
result_type min() const;
result_type max() const;
result_type operator()();
};
パラメータ
UIntType
結果を表す符号なし整数型。W
W エンジン パラメータ。N
N エンジン パラメータ。R
R エンジン パラメータ。A
A エンジン パラメータ。U
U エンジン パラメータ。S
S エンジン パラメータ。B
B エンジン パラメータ。T
T エンジン パラメータ。C
C エンジン パラメータ。L
L エンジン パラメータ。
解説
このテンプレート クラスは単体エンジンを表します。このエンジンは、W * (N - 1) + R ビットの大きな整数値を保持します。この大きな値から一度に W ビットを抽出し、すべてのビットを使用し尽くすと、ビットをシフトし、混ぜ合わせることにより大きな値に "ひねり" を加えて、抽出元となる新しいビットの集合を作成します。エンジンの状態は、operator() が少なくとも N 回呼び出された場合は、最後に使用された NW ビットの値になります。それ以外の場合は、使用された MW ビットの値およびシードの最後の N - M の値になります。
テンプレート引数 UIntType には、最大 2W - 1 の値を保持するのに十分な大きさが必要です。その他のテンプレート引数の値は、次の要件を満たしている必要があります。
0 < M <= N
0 <= R, U, S, T, L <= W
0 <= A, B, C <= 2W
W * (N - 1) + R がメルセンヌ素数であること。
ジェネレータが、次のコードを実行することによって、保持している大きな値にひねりを加えること。
for (int i = 0; i < N; ++i)
{
temp = (x[i] & LMASK) << (W - 1) | (x[i + 1] & HMASK) >> 1;
if (temp & 1)
y[i] = (temp >> 1) ^ A ^ x[(i + R) % N];
else
y[i] = (temp >> 1) ^ x[(i + R) % N];
}
for (int i = 0; i < N; ++i)
x[i] = y[i];
LMASK は、下位 R ビットが 1 に設定され、それ以外のビットが 0 に設定された、符号なし W ビットの値を表します。HMASK は、LMASK の補数を表します。
このジェネレータは、0 に初期化された現在のインデックス idx を保持し、次のコードを実行することによってビットを抽出します。
temp = x[idx++];
temp = temp ^ (temp >> U);
temp = temp ^ ((temp << S) & B);
temp = temp ^ ((temp << T) & C);
temp = temp ^ (temp >> L);
idx が N に達すると、ジェネレータは、格納されている値にひねりを加え、idx を 0 に戻します。
必要条件
ヘッダー : <random>
名前空間 : std::tr1