Класс mersenne_twister_engine

Статья
10/12/2023

Создает высококачественную последовательность случайных целых чисел на основе алгоритма "Вихрь Мерсенна".

Синтаксис

template <class UIntType,
    size_t W, size_t N, size_t M, size_t R,
    UIntType A, size_t U, UIntType D, size_t S,
    UIntType B, size_t T, UIntType C, size_t L, UIntType F>
class mersenne_twister_engine;

Параметры

UIntType
Беззнаковый целочисленный тип результата. Сведения о возможных типах см <. в случайном> порядке.

W
Размер слова. Размер каждого слова последовательности состояния в битах. Предварительные условия: 2u < W ≤ numeric_limits<UIntType>::digits

N
Размер состояния. Количество элементов (значений) в последовательности состояний.

M
Размер сдвига. Число элементов, которые пропускаются при каждом повороте. Предварительные условия: 0 < M ≤ N

R
Биты маски. Предварительные условия: R ≤ W

Объект
Маска XOR. Предварительные условия: A ≤ (1u<<W) - 1u

U, S, T, L
Параметры сдвига при смешивании. Используются как значения сдвига во время шифрования (смешивания). Предусловие: U,S,T,L ≤ W

D, B, C
Параметры битовой маски смешивания. Используются как значения битовой маски во время шифрования (смешивания). Предусловие: D,B,C ≤ (1u<<W) - 1u

F
Множитель инициализации. Используется для инициализации последовательности. Предусловие: F ≤ (1u<<W) - 1u

Участники

mersenne_twister_engine::mersenne_twister_engine
mersenne_twister_engine::discard
mersenne_twister_engine::max
mersenne_twister_engine::min
mersenne_twister_engine::operator()
mersenne_twister_engine::seed

default_seed — это член-константа, определенный как 5489u и используемый как значение по умолчанию для параметра mersenne_twister_engine::seed и конструктор с одним значением.

Дополнительные сведения о членах подсистемы см. в случайном <>порядке.

Замечания

Этот шаблон класса описывает подсистему случайных чисел, возвращая значения в закрытом интервале [ 0, 2^W - 1]. Он содержит большое W * (N - 1) + R-разрядное целое значение. Он извлекает биты W за раз из этого большого значения, и когда он использовал все биты, которые он крутит большое значение путем перемещения и смешивания битов, чтобы он получил новый набор битов для извлечения из. Состояние подсистемы — это последние N Wбитовые значения, используемые, если operator() были вызваны по крайней мере N раз, в противном случае WM используются битовые значения и последние N - M значения начального значения.

Генератор крутит большое значение, которое он содержит с помощью крученного обобщенного регистра обратной связи, определенного значениями shift N и M, значением поворота R и условным XOR-mask A. Кроме того, биты необработанного регистра сдвигов скреблируются (закалываются) в соответствии с битовой матрицей, определенной значениями U, D, S, B, T, C и L.

Аргумент шаблона UIntType должен быть достаточно большим, чтобы хранить значения до 2^W - 1. Значения других аргументов шаблона должны удовлетворять следующим требованиям: 2u < W, 0 < M, M ≤ N, R ≤ W, U ≤ W, S ≤ W, T ≤ W, L ≤ W, W ≤ numeric_limits<UIntType>::digits, A ≤ (1u<<W) - 1u, B ≤ (1u<<W) - 1u, C ≤ (1u<<W) - 1u, D ≤ (1u<<W) - 1u, and F ≤ (1u<<W) - 1u.

Хотя можно создать генератор на основе этого механизма напрямую, рекомендуется использовать один из следующих предварительно заданных определений типов.

mt19937: 32-разрядный механизм типа "Вихрь Мерсенна" (Матсумото и Нишимура, 1998).

typedef mersenne_twister_engine<unsigned int, 32, 624, 397,
    31, 0x9908b0df,
    11, 0xffffffff,
    7, 0x9d2c5680,
    15, 0xefc60000,
    18, 1812433253> mt19937;

mt19937_64: 64-разрядный механизм типа "Вихрь Мерсенна" (Матсумото и Нишимура, 2000).

typedef mersenne_twister_engine<unsigned long long, 64, 312, 156,
    31, 0xb5026f5aa96619e9ULL,
    29, 0x5555555555555555ULL,
    17, 0x71d67fffeda60000ULL,
    37, 0xfff7eee000000000ULL,
    43, 6364136223846793005ULL> mt19937_64;

Дополнительные сведения об алгоритме "Вихрь Мерсенна" см. в статье Википедии Вихрь Мерсенна.

Пример

Пример кода см <. в случайном> порядке.

Требования

Заголовок:<random>

Пространство имен: std

См. также

Поделиться через