home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ io Programmo 60 / IOPROG_60.ISO / soft / c++ / gsl-1.1.1-setup.exe / {app} / src / rng / ranmar.c < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  2000-05-05  |  3.9 KB  |  174 lines
  1. /* rng/ranmar.c
  2.  * 
  3.  * Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000 James Theiler, Brian Gough
  4.  * 
  5.  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  6.  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  7.  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at
  8.  * your option) any later version.
  9.  * 
  10.  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11.  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13.  * General Public License for more details.
  14.  * 
  15.  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16.  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17.  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18.  */
  19.  
  20. #include <config.h>
  21. #include <stdlib.h>
  22. #include <gsl/gsl_rng.h>
  23.  
  24. /* This is the RANMAR lagged fibonacci generator of Marsaglia, Zaman
  25.    and Tsang.  The sequence is a series of 24-bit integers, x_n,
  26.  
  27.    x_n = (y_n - c_n + 2^24) mod 2^24
  28.  
  29.    where,
  30.  
  31.    y_n = (y_{n-97) - y_{n-33} + 2^24) mod 2^24
  32.    c_n = (c_{n-1} - 7654321 + 2^24 - 3) mod (2^24 - 3)
  33.  
  34.    The period of this generator is 2^144.
  35.  
  36.    The generator provides about 900 million different subsequences
  37.    each of length O(10^30). Thus each seed up to 900,000,000 gives an
  38.    independent sequence.
  39.  
  40.    Although it was good in its day this generator now has known
  41.    statistical defects and has been superseded by RANLUX.
  42.  
  43.    From: F. James, "A Review of Pseudorandom number generators",
  44.    Computer Physics Communications 60, 329 (1990).
  45.  
  46.    G. Marsaglia, A. Zaman and W.W. Tsang, Stat. Prob. Lett. 9, 35 (1990)  */
  47.  
  48. static inline unsigned long int ranmar_get (void *vstate);
  49. static double ranmar_get_double (void *vstate);
  50. static void ranmar_set (void *state, unsigned long int s);
  51.  
  52. static const unsigned long int two24 = 16777216;    /* 2^24 */
  53.  
  54. typedef struct
  55.   {
  56.     unsigned int i;
  57.     unsigned int j;
  58.     long int carry;
  59.     unsigned long int u[97];
  60.   }
  61. ranmar_state_t;
  62.  
  63. static inline unsigned long int
  64. ranmar_get (void *vstate)
  65. {
  66.   ranmar_state_t *state = (ranmar_state_t *) vstate;
  67.  
  68.   unsigned int i = state->i;
  69.   unsigned int j = state->j;
  70.   long int carry = state->carry;
  71.  
  72.   long int delta = state->u[i] - state->u[j];
  73.  
  74.   if (delta < 0)
  75.     delta += two24 ;
  76.   
  77.   state->u[i] = delta;
  78.  
  79.   if (i == 0)
  80.     {
  81.       i = 96;
  82.     }
  83.   else
  84.     {
  85.       i--;
  86.     }
  87.  
  88.   state->i = i;
  89.  
  90.   if (j == 0)
  91.     {
  92.       j = 96;
  93.     }
  94.   else
  95.     {
  96.       j--;
  97.     }
  98.  
  99.   state->j = j;
  100.  
  101.   carry += - 7654321 ;
  102.   
  103.   if (carry < 0)
  104.     carry += two24 - 3;
  105.   
  106.   state->carry = carry ;
  107.  
  108.   delta += - carry ;
  109.   
  110.   if (delta < 0)
  111.     delta += two24 ;
  112.  
  113.   return delta;
  114. }
  115.  
  116. static double
  117. ranmar_get_double (void *vstate)
  118. {
  119.   return ranmar_get (vstate) / 16777216.0 ;
  120. }
  121.  
  122. static void
  123. ranmar_set (void *vstate, unsigned long int s)
  124. {
  125.   ranmar_state_t *state = (ranmar_state_t *) vstate;
  126.   
  127.   unsigned long int ij = s / 30082 ;
  128.   unsigned long int kl = s % 30082 ;
  129.   
  130.   int i = (ij / 177) % 177 + 2 ;
  131.   int j = (ij % 177) + 2 ;
  132.   int k = (kl / 169) % 178 + 1 ;
  133.   int l = (kl % 169) ;
  134.  
  135.   int a, b;
  136.   
  137.   for (a = 0; a < 97; a++)
  138.     {
  139.       unsigned long int sum = 0 ;
  140.       unsigned long int t = two24 ;
  141.  
  142.       for (b = 0; b < 24; b++)
  143.     {
  144.       unsigned long int m = (((i * j) % 179) * k) % 179 ;
  145.       i = j ;
  146.       j = k ;
  147.       k = m ;
  148.       l = (53 * l + 1) % 169 ;
  149.       t >>= 1 ;
  150.       
  151.       if ((l * m) % 64 >= 32)
  152.         sum += t ;
  153.     }
  154.  
  155.       state->u[a] = sum ;
  156.     }
  157.  
  158.   state->i = 96;
  159.   state->j = 32;
  160.   state->carry = 362436 ;
  161.  
  162. }
  163.  
  164. static const gsl_rng_type ranmar_type =
  165. {"ranmar",            /* name */
  166.  0x00ffffffUL,            /* RAND_MAX */
  167.  0,                /* RAND_MIN */
  168.  sizeof (ranmar_state_t),
  169.  &ranmar_set,
  170.  &ranmar_get,
  171.  &ranmar_get_double};
  172.  
  173. const gsl_rng_type *gsl_rng_ranmar = &ranmar_type;
  174.