Que problema melhor para o PCG.SE do que implementar o PCG, um melhor gerador de números aleatórios ? Este novo artigo pretende apresentar um gerador de números aleatórios rápido, difícil de prever, pequeno e estatisticamente ideal.
Sua implementação C mínima é de apenas nove linhas:
// *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));
}
(de: http://www.pcg-random.org/download.html )
A questão é: você pode fazer melhor?
Regras
Escreva um programa ou defina uma função que implemente o PCG em números inteiros não assinados de 32 bits. Isso é bastante amplo: você pode imprimir uma sequência infinita, definir uma pcg32_random_rfunção e estrutura correspondente, etc.
Você deve poder propagar seu gerador de números aleatórios equivalentemente à seguinte função C:
// 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);
}
(de pcg_basic.c:37:)
Chamar o gerador de números aleatórios sem propagá-lo primeiro é um comportamento indefinido.
Para verificar facilmente seu envio, verifique se, quando semeado com initstate = 42e initseq = 52, o resultado é 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
Pontuação
Pontuação padrão. Medido em bytes. O mais baixo é o melhor. Em caso de empate, o envio antecipado vence. Aplicam-se brechas padrão .
Solução de amostra
Compila sob gcc -W -Walllimpeza (versão 4.8.2).
Compare seu envio com este para garantir que você obtenha a mesma sequência.
#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;
}
Seqüência:
2380307335
948027835
187788573
3952545547
2315139320
3279422313
2401519167
2248674523
3148099331
3383824018
2720691756
2668542805
2457340157
3945009091
1614694131
4292140870