src/engine/Plugin/mt19937ar.cxx

   1 // Copyright (C) 2006-2023  CEA/DEN, EDF R&D
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Lesser General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  16 //
  17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  18 //
  19
  20 #include <stdio.h>
  21
  22 /* Period parameters */
  23 #define N 624
  24 #define M 397
  25 #define MATRIX_A 0x9908b0dfUL   /* constant vector a */
  26 #define UPPER_MASK 0x80000000UL /* most significant w-r bits */
  27 #define LOWER_MASK 0x7fffffffUL /* least significant r bits */
  28
  29 static unsigned long mt[N]; /* the array for the state vector  */
  30 static int mti=N+1; /* mti==N+1 means mt[N] is not initialized */
  31
  32 /* initializes mt[N] with a seed */
  33 void init_genrand(unsigned long s)
  34 {
  35     mt[0]= s & 0xffffffffUL;
  36     for (mti=1; mti<N; mti++) {
  37         mt[mti] =
  38             (1812433253UL * (mt[mti-1] ^ (mt[mti-1] >> 30)) + mti);
  39         /* See Knuth TAOCP Vol2. 3rd Ed. P.106 for multiplier. */
  40         /* In the previous versions, MSBs of the seed affect   */
  41         /* only MSBs of the array mt[].                        */
  42         /* 2002/01/09 modified by Makoto Matsumoto             */
  43         mt[mti] &= 0xffffffffUL;
  44         /* for >32 bit machines */
  45     }
  46 }
  47
  48 /* initialize by an array with array-length */
  49 /* init_key is the array for initializing keys */
  50 /* key_length is its length */
  51 /* slight change for C++, 2004/2/26 */
  52 void init_by_array(unsigned long init_key[], int key_length)
  53 {
  54     int i, j, k;
  55     init_genrand(19650218UL);
  56     i=1; j=0;
  57     k = (N>key_length ? N : key_length);
  58     for (; k; k--) {
  59         mt[i] = (mt[i] ^ ((mt[i-1] ^ (mt[i-1] >> 30)) * 1664525UL))
  60           + init_key[j] + j; /* non linear */
  61         mt[i] &= 0xffffffffUL; /* for WORDSIZE > 32 machines */
  62         i++; j++;
  63         if (i>=N) { mt[0] = mt[N-1]; i=1; }
  64         if (j>=key_length) j=0;
  65     }
  66     for (k=N-1; k; k--) {
  67         mt[i] = (mt[i] ^ ((mt[i-1] ^ (mt[i-1] >> 30)) * 1566083941UL))
  68           - i; /* non linear */
  69         mt[i] &= 0xffffffffUL; /* for WORDSIZE > 32 machines */
  70         i++;
  71         if (i>=N) { mt[0] = mt[N-1]; i=1; }
  72     }
  73
  74     mt[0] = 0x80000000UL; /* MSB is 1; assuring non-zero initial array */
  75 }
  76
  77 /* generates a random number on [0,0xffffffff]-interval */
  78 unsigned long genrand_int32(void)
  79 {
  80     unsigned long y;
  81     static unsigned long mag01[2]={0x0UL, MATRIX_A};
  82     /* mag01[x] = x * MATRIX_A  for x=0,1 */
  83
  84     if (mti >= N) { /* generate N words at one time */
  85         int kk;
  86
  87         if (mti == N+1)   /* if init_genrand() has not been called, */
  88             init_genrand(5489UL); /* a default initial seed is used */
  89
  90         for (kk=0;kk<N-M;kk++) {
  91             y = (mt[kk]&UPPER_MASK)|(mt[kk+1]&LOWER_MASK);
  92             mt[kk] = mt[kk+M] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
  93         }
  94         for (;kk<N-1;kk++) {
  95             y = (mt[kk]&UPPER_MASK)|(mt[kk+1]&LOWER_MASK);
  96             mt[kk] = mt[kk+(M-N)] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
  97         }
  98         y = (mt[N-1]&UPPER_MASK)|(mt[0]&LOWER_MASK);
  99         mt[N-1] = mt[M-1] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
 100
 101         mti = 0;
 102     }
 103
 104     y = mt[mti++];
 105
 106     /* Tempering */
 107     y ^= (y >> 11);
 108     y ^= (y << 7) & 0x9d2c5680UL;
 109     y ^= (y << 15) & 0xefc60000UL;
 110     y ^= (y >> 18);
 111
 112     return y;
 113 }
 114
 115 /* generates a random number on [0,0x7fffffff]-interval */
 116 long genrand_int31(void)
 117 {
 118     return (long)(genrand_int32()>>1);
 119 }
 120
 121 /* generates a random number on [0,1]-real-interval */
 122 double genrand_real1(void)
 123 {
 124     return genrand_int32()*(1.0/4294967295.0);
 125     /* divided by 2^32-1 */
 126 }
 127
 128 /* generates a random number on [0,1)-real-interval */
 129 double genrand_real2(void)
 130 {
 131     return genrand_int32()*(1.0/4294967296.0);
 132     /* divided by 2^32 */
 133 }
 134
 135 /* generates a random number on (0,1)-real-interval */
 136 double genrand_real3(void)
 137 {
 138     return (((double)genrand_int32()) + 0.5)*(1.0/4294967296.0);
 139     /* divided by 2^32 */
 140 }
 141
 142 /* generates a random number on [0,1) with 53-bit resolution*/
 143 double genrand_res53(void)
 144 {
 145     unsigned long a=genrand_int32()>>5, b=genrand_int32()>>6;
 146     return(a*67108864.0+b)*(1.0/9007199254740992.0);
 147 }
 148 /* These real versions are due to Isaku Wada, 2002/01/09 added */
 149
 150 #ifdef MT_TEST
 151 int main(void)
 152 {
 153     int i;
 154     unsigned long init[4]={0x123, 0x234, 0x345, 0x456}, length=4;
 155     init_by_array(init, length);
 156     printf("1000 outputs of genrand_int32()\n");
 157     for (i=0; i<1000; i++) {
 158       printf("%10lu ", genrand_int32());
 159       if (i%5==4) printf("\n");
 160     }
 161     printf("\n1000 outputs of genrand_real2()\n");
 162     for (i=0; i<1000; i++) {
 163       printf("%10.8f ", genrand_real2());
 164       if (i%5==4) printf("\n");
 165     }
 166     return 0;
 167 }
 168 #endif