home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The Programmer Disk / The Programmer Disk (Microforum).iso / xpro / vc / pro3 / random.c1 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-05-12  |  6.8 KB  |  156 lines
  1. ===========================================================================
  2.  BBS: The Abacus * HST/DS * Potterville MI
  3. Date: 05-09-93 (17:49)             Number: 60
  4. From: MATTHEW HUNT                 Refer#: 187
  5.   To: THAD SMITH                    Recvd: NO  
  6. Subj: GCC and % Operator             Conf: (36) C Language
  7. ---------------------------------------------------------------------------
  8. Thad,
  9.  
  10. Thursday May 06 1993, Thad Smith writes to Matthew Hunt:
  11.  
  12.  TS> It sounds like the rand() function is rotten.  Post the code for rand().
  13.  
  14. Gladly, although it's rather large:
  15.  
  16. ===SNIP===
  17. /* This is file RANDOM.C */
  18. /* This file may have been modified by DJ Delorie (Jan 1991).  If so,
  19. ** these modifications are Coyright (C) 1991 DJ Delorie, 24 Kirsten Ave,
  20. ** Rochester NH, 03867-2954, USA.
  21. */
  22.  
  23. /*
  24.  * Copyright (c) 1983 Regents of the University of California.
  25.  * All rights reserved.
  26.  *
  27.  * Redistribution and use in source and binary forms are permitted
  28.  * provided that: (1) source distributions retain this entire copyright
  29.  * notice and comment, and (2) distributions including binaries display
  30.  * the following acknowledgement:  ``This product includes software
  31.  * developed by the University of California, Berkeley and its contributors''
  32.  * in the documentation or other materials provided with the distribution
  33.  * and in all advertising materials mentioning features or use of this
  34.  * software. Neither the name of the University nor the names of its
  35.  * contributors may be used to endorse or promote products derived
  36.  * from this software without specific prior written permission.
  37.  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND WITHOUT ANY EXPRESS OR
  38.  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED
  39.  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
  40.  */
  41.  
  42. #if defined(LIBC_SCCS) && !defined(lint)
  43. static char sccsid[] = "@(#)random.c    5.7 (Berkeley) 6/1/90";
  44. #endif /* LIBC_SCCS and not lint */
  45.  
  46. #include <stdio.h>
  47.  
  48. /*
  49.  * random.c:
  50.  * An improved random number generation package.  In addition to the standard
  51.  * rand()/srand() like interface, this package also has a special state info
  52.  * interface.  The initstate() routine is called with a seed, an array of
  53.  * bytes, and a count of how many bytes are being passed in; this array is then
  54.  * initialized to contain information for random number generation with that
  55.  * much state information.  Good sizes for the amount of state information are
  56.  * 32, 64, 128, and 256 bytes.  The state can be switched by calling the
  57.  * setstate() routine with the same array as was initiallized with initstate().
  58.  * By default, the package runs with 128 bytes of state information and
  59.  * generates far better random numbers than a linear congruential generator.
  60.  * If the amount of state information is less than 32 bytes, a simple linear
  61.  * congruential R.N.G. is used.
  62.  * Internally, the state information is treated as an array of longs; the
  63.  * zeroeth element of the array is the type of R.N.G. being used (small
  64.  * integer); the remainder of the array is the state information for the
  65.  * R.N.G.  Thus, 32 bytes of state information will give 7 longs worth of
  66.  * state information, which will allow a degree seven polynomial.  (Note: the
  67.  * zeroeth word of state information also has some other information stored
  68.  * in it -- see setstate() for details).
  69.  * The random number generation technique is a linear feedback shift register
  70.  * approach, employing trinomials (since there are fewer terms to sum up that
  71.  * way).  In this approach, the least significant bit of all the numbers in
  72.  * the state table will act as a linear feedback shift register, and will have
  73.  * period 2^deg - 1 (where deg is the degree of the polynomial being used,
  74.  * assuming that the polynomial is irreducible and primitive).  The higher
  75.  * order bits will have longer periods, since their values are also influenced
  76.  * by pseudo-random carries out of the lower bits.  The total period of the
  77.  * generator is approximately deg*(2**deg - 1); thus doubling the amount of
  78.  * state information has a vast influence on the period of the generator.
  79.  * Note: the deg*(2**deg - 1) is an approximation only good for large deg,
  80.  * when the period of the shift register is the dominant factor.  With deg
  81.  * equal to seven, the period is actually much longer than the 7*(2**7 - 1)
  82.  * predicted by this formula.
  83.  */
  84.  
  85.  
  86.  
  87. /*
  88.  * For each of the currently supported random number generators, we have a
  89.  * break value on the amount of state information (you need at least this
  90.  * many bytes of state info to support this random number generator), a degree
  91.  * for the polynomial (actually a trinomial) that the R.N.G. is based on, and
  92.  * the separation between the two lower order coefficients of the trinomial.
  93.  */
  94.  
  95. #define       TYPE_0   0   /* linear congruential */
  96. #define       BREAK_0     8
  97. #define       DEG_0    0
  98. #define       SEP_0    0
  99.  
  100. #define       TYPE_1   1   /* x**7 + x**3 + 1 */
  101. #define       BREAK_1     32
  102. #define       DEG_1    7
  103. #define       SEP_1    3
  104.  
  105. #define       TYPE_2   2   /* x**15 + x + 1 */
  106. #define       BREAK_2     64
  107. #define       DEG_2    15
  108. #define       SEP_2    1
  109.  
  110. #define       TYPE_3   3   /* x**31 + x**3 + 1 */
  111. #define       BREAK_3     128
  112. #define       DEG_3    31
  113. #define       SEP_3    3
  114.  
  115. #define       TYPE_4   4   /* x**63 + x + 1 */
  116. #define       BREAK_4     256
  117. #define       DEG_4    63
  118. #define       SEP_4    1
  119.  
  120.  
  121. /*
  122.  * Array versions of the above information to make code run faster -- relies
  123.  * on fact that TYPE_i == i.
  124.  */
  125.  
  126. #define       MAX_TYPES   5    /* max number of types above */
  127.  
  128. static  int       degrees[ MAX_TYPES ] = { DEG_0, DEG_1, DEG_2,
  129.                   DEG_3, DEG_4 };
  130.  
  131. static  int       seps[ MAX_TYPES ]   = { SEP_0, SEP_1, SEP_2,
  132.                   SEP_3, SEP_4 };
  133.  
  134.  
  135.  
  136. /*
  137.  * Initially, everything is set up as if from :
  138.  *     initstate( 1, &randtbl, 128 );
  139.  * Note that this initialization takes advantage of the fact that srandom()
  140.  * advances the front and rear pointers 10*rand_deg times, and hence the
  141.  * rear pointer which starts at 0 will also end up at zero; thus the zeroeth
  142.  * element of the state information, which contains info about the current
  143.  * position of the rear pointer is just
  144.  *    MAX_TYPES*(rptr - state) + TYPE_3 == TYPE_3.
  145.  */
  146.  
  147. static  long      randtbl[ DEG_3 + 1 ] = { TYPE_3,
  148.            0x9a319039, 0x32d9c024, 0x9b663182, 0x5da1f342,
  149.            0xde3b81e0, 0xdf0a6fb5, 0xf103bc02, 0x48f340fb,
  150.            0x7449e56b, 0xbeb1dbb0, 0xab5c5918, 0x946554fd,
  151.            0x8c2e680f, 0xeb3d799f, 0xb11ee0b7, 0x2d436b86,
  152.            0xda672e2a, 0x1588ca88, 0xe369735d, 0x904f35f7,
  153.            0xd7158fd6, 0x6fa6f051, 0x616e6b96, 0xac94efdc,
  154.            0x36413f93, 0xc622c298, 0xf5a42ab8, 0x8a88d77b,
  155.            0xf5ad9d0e, 0x8999220b, 0x27fb47b9 };
  156.