std::mersenne_twister_engine

template<
    class UIntType, std::size_t w, std::size_t n, std::size_t m, std::size_t r,
    UIntType a, std::size_t u, UIntType d, std::size_t s,
    UIntType b, std::size_t t, UIntType c, std::size_t l, UIntType f
> class mersenne_twister_engine;

mersenne_twister_engine — это генератор случайных чисел, основанный на алгоритме вихря Мерсенна. Он генерирует высококачественные, но не криптографически стойкие случайные беззнаковые целые числа типа UIntType в диапазоне \(\scriptsize {[0,2^w)}\)[0, 2^w).

Параметры шаблона

Если нарушено любое из следующих ограничений, программа некорректна:

• m входит в [1, n].
• Все следующие выражения являются true:
• w >= 3
• w >= r
• w >= u
• w >= s
• w >= t
• w >= l
• w <= std::numeric_limits<UIntType>::digits
• Если (1u << w) - 1u задано как w1, все следующие выражения являются true:
• a <= w1
• b <= w1
• c <= w1
• d <= w1
• f <= w1

Свойства генератора

Размер состояний mersenne_twister_engine равен n; каждое из них состоит из последовательности X из n значений типа result_type. \(\scriptsize X_j\)X_j обозначает значение X с индексом \(\scriptsize j\mod n\)j mod nth (начиная с 0).

Используются следующие обозначения побитовых операций:

• \(\scriptsize \mathsf{bitand}\)bitand — встроенная операция побитового И.
• \(\scriptsize \mathsf{xor}\)xor — встроенная операция побитового исключающего ИЛИ.
• \(\scriptsize \mathsf{lshift}\)lshift — встроенная операция побитового сдвига влево.
• \(\scriptsize \mathsf{rshift}\)rshift — встроенная операция побитового сдвига вправо.

Алгоритм перехода mersenne_twister_engine (\(\scriptsize TA(x_i)\)TA(x_i)) определяется следующим образом:

1. Объединить старшие w - r битов \(\scriptsize X_{i-n}\)X_i-n с младшими r битами \(\scriptsize X_{i+1-n}\)X_i+1-n, чтобы получить беззнаковое целое значение Y.
2. Пусть y равно \(\scriptsize a \cdot (Y\ \mathsf{bitand}\ 1)\)a·(Y bitand 1), а \(\scriptsize X_i\)X_i присвоить значение \(\scriptsize X_{i+m−n}\ \mathsf{xor}\ (Y\ \mathsf{rshift}\ 1)\ \mathsf{xor}\ y\)X_i+m−n xor (Y rshift 1) xor y.

Алгоритм генерации mersenne_twister_engine (\(\scriptsize GA(x_i)\)GA(x_i)) определяется следующим образом:

1. Пусть \(\scriptsize z_1\)z₁ равно \(\scriptsize X_i\ \mathsf{xor}\ ((X_i\ \mathsf{rshift}\ u)\ \mathsf{bitand}\ d)\)X_i xor ((X_i rshift u) bitand d).
2. Пусть \(\scriptsize z_2\)z₂ равно \(\scriptsize z_1\ \mathsf{xor}\ (((z_1\ \mathsf{lshift}\ s)\mod 2^w)\ \mathsf{bitand}\ b)\)X_i xor (((X_i lshift s) mod 2^w) bitand b).
3. Пусть \(\scriptsize z_3\)z₃ равно \(\scriptsize z_2\ \mathsf{xor}\ (((z_2\ \mathsf{lshift}\ t)\mod 2^w)\ \mathsf{bitand}\ c)\)X_i xor (((X_i lshift t) mod 2^w) bitand c).
4. Пусть \(\scriptsize z_4\)z₄ равно \(\scriptsize z_3\ \mathsf{xor}\ (z_3\ \mathsf{rshift}\ l)\)z₃ xor (z₃ rshift l).
5. Вернуть \(\scriptsize z_4\)z₄ в качестве результата (то есть \(\scriptsize GA(x_i)=z_4\)GA(x_i)=z₄).

Предопределённые специализации

Следующие специализации задают генератор случайных чисел с двумя часто используемыми наборами параметров:

Вложенные типы

Члены-данные

Функции-члены

Функции, не являющиеся членами

Пример