00001
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00034
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00038
00039
00040 #ifndef BZ_RAND_MT
00041 #define BZ_RAND_MT
00042
00043 #ifndef BZ_BLITZ_H
00044 #include <blitz/blitz.h>
00045 #endif
00046
00047 #include <vector>
00048
00049 BZ_NAMESPACE(blitz)
00050
00051
00052
00053
00054
00055 class MersenneTwister
00056 {
00057 private:
00058 typedef unsigned int twist_int;
00059
00060 typedef vector<twist_int> State;
00061 typedef State::iterator Iter;
00062
00063 struct BitMixer {
00064 enum { K = 0x9908b0df };
00065 BitMixer() : s0(0) {}
00066 inline friend twist_int low_mask (twist_int s1) {
00067 return (s1&1u) ? K : 0u;
00068 }
00069 inline twist_int high_mask (twist_int s1) const {
00070 return ((s0&0x80000000)|(s1&0x7fffffff))>>1;
00071 }
00072 inline twist_int operator() (twist_int s1) {
00073 twist_int r = high_mask(s1) ^ low_mask(s1);
00074 s0 = s1;
00075 return r;
00076 }
00077 twist_int s0;
00078 };
00079
00080 enum { N = 624, PF = 397, reference_seed = 4357 };
00081
00082 public:
00083 MersenneTwister () {}
00084
00085 void seed (twist_int seed = reference_seed)
00086 {
00087 if (!S.size()) S.resize(N);
00088 enum { Knuth_A = 69069 };
00089 twist_int x = seed & 0xFFFFFFFF;
00090 Iter s = S.begin();
00091 twist_int mask = (seed == reference_seed) ? 0 : 0xFFFFFFFF;
00092 for (int j = 0; j < N; ++j) {
00093
00094
00095 *s++ = (x + (mask & j)) & 0xFFFFFFFF;
00096 x *= Knuth_A;
00097 }
00098 reload();
00099 }
00100
00101 void reload (void)
00102 {
00103 if (!S.size()) seed ();
00104
00105 Iter p0 = S.begin();
00106 Iter pM = p0 + PF;
00107 BitMixer twist;
00108 twist (S[0]);
00109 for (Iter pf_end = S.begin()+(N-PF); p0 != pf_end; ++p0, ++pM)
00110 *p0 = *pM ^ twist (p0[1]);
00111 pM = S.begin();
00112 for (Iter s_end = S.begin()+(N-1); p0 != s_end; ++p0, ++pM)
00113 *p0 = *pM ^ twist (p0[1]);
00114 *p0 = *pM ^ twist (S[0]);
00115
00116 I = S.begin();
00117 }
00118
00119 inline twist_int random (void)
00120 {
00121 if (I >= S.end()) reload();
00122 twist_int y = *I++;
00123 y ^= (y >> 11);
00124 y ^= (y << 7) & 0x9D2C5680;
00125 y ^= (y << 15) & 0xEFC60000;
00126 y ^= (y >> 18);
00127 return y;
00128 }
00129
00130 private:
00131 State S;
00132 Iter I;
00133 };
00134
00135
00136
00137
00138 class MersenneTwisterDouble {
00139
00140 public:
00141 MersenneTwisterDouble()
00142 {
00143
00144 f = (1.0 / 65536) / 65536;
00145 }
00146
00147 void randomize(unsigned int seed)
00148 {
00149 gen_.seed(seed);
00150 }
00151
00152 double random()
00153 {
00154 unsigned long y1 = gen_.random();
00155 unsigned long y2 = gen_.random();
00156
00157 return ((y1 * f) * y2 * f);
00158 }
00159
00160 private:
00161 MersenneTwister gen_;
00162 double f;
00163 };
00164
00165 BZ_NAMESPACE_END
00166
00167 #endif // BZ_RAND_MT