git.sesse.net Git - stockfish/blob - src/rkiss.h

   1 /** *********************************************************************** **
   2  ** A small "keep it simple and stupid" RNG with some fancy merits:
   3  **
   4  ** Quite platform independent
   5  ** Passes ALL dieharder tests! Here *nix sys-rand() e.g. fails miserably:-)
   6  ** ~12 times faster than my *nix sys-rand()
   7  ** ~4 times faster than SSE2-version of Mersenne twister
   8  ** Average cycle length: ~2^126
   9  ** 64 bit seed
  10  ** Return doubles with a full 53 bit mantissa
  11  ** Thread save
  12  **
  13  ** (c) Heinz van Saanen
  14
  15   This file is free software: you can redistribute it and/or modify
  16   it under the terms of the GNU General Public License as published by
  17   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
  18   (at your option) any later version.
  19
  20   This file is distributed in the hope that it will be useful,
  21   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  23   GNU General Public License for more details.
  24
  25   You should have received a copy of the GNU General Public License
  26   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  27
  28  ** *********************************************************************** **/
  29
  30 #ifndef _RKISS_H_
  31 #define _RKISS_H_
  32
  33 /** Includes **/
  34 #include <cstdlib>    // srand(), rand()
  35 #include <ctime>      // time()
  36 #include "types.h"    // (u)int8_t .. (u)int64_t
  37
  38
  39 /** Random class **/
  40 class RKISS {
  41
  42 private:
  43         // Keep variables always together
  44         struct S { uint64_t a; uint64_t b; uint64_t c; uint64_t d; } s;
  45
  46         // Init seed and scramble a few rounds
  47         void raninit ( uint64_t seed ) {
  48                 s.a = 0xf1ea5eed; s.b = s.c = s.d = seed;
  49                 for ( uint64_t i=0; i<8; i++ ) rand64();
  50         }
  51
  52 public:
  53         // Instance seed random or implicite
  54         RKISS() { ::srand ( (uint32_t)time(NULL) ); raninit ( (uint64_t)::rand() ); }
  55         // RKISS( uint64_t s ) { raninit ( s ); }
  56
  57         // (Re)init seed
  58         // void init ( uint64_t seed ) { raninit ( seed ); }
  59
  60         // Return 32 bit unsigned integer in between [0,2^32-1]
  61         uint32_t rand32 () { return (uint32_t) rand64 (); }
  62
  63         // Return 64 bit unsigned integer in between [0,2^64-1]
  64         uint64_t rand64 () {
  65                 const uint64_t e = s.a - ((s.b<<7) | (s.b>>57));
  66                 s.a = s.b ^ ((s.c<<13) | (s.c>>51));
  67                 s.b = s.c + ((s.d<<37) | (s.d>>27));
  68                 s.c = s.d + e;
  69                 return s.d = e + s.a;
  70         }
  71
  72         // Return double in between [0,1). Keep full 53 bit mantissa
  73         // double frand () { return (int64_t)(rand64()>>11) * (1.0/(67108864.0*134217728.0)); }
  74 };
  75
  76 // _RKISS_H_
  77 #endif