Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 44091
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 1개 있습니다.)

WELL512 난수 발생 알고리즘 - C#


랜덤 함수에 대한 재미있는 글이 있어서 소개합니다. ^^ (스타 크래프트등의 게임에서 random seed 값을 일치시켜서 서로 다른 클라이언트들끼리의 동기화를 했다는 아이디어도 재미있습니다. ^^)

표준 rand() 함수보다 유용한 랜덤 생성 알고리즘 - MT, WELL
; http://www.gamedevforever.com/114

이런 건 널리 퍼뜨려야 한다고 생각하는 차원에서 위에서 소개된 WELL512의 C# 버전도 간단하게 포팅해 보았습니다. (이미 위의 글을 쓰신 분이 C++로 잘 포팅해 주셔서 뭐 별로 할 건 없었습니다. ^^)

public class Well512
{
    static uint[] state = new uint[16];
    static uint index = 0;

    static Well512()
    {
        Random random = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);

        for (int i = 0; i < 16; i++)
        {
            state[i] = (uint)random.Next();
        }
    }

    internal static uint Next(int minValue, int maxValue)
    {
        return (uint)((Next() % (maxValue - minValue)) + minValue);
    }

    public static uint Next(uint maxValue)
    {
        return Next() % maxValue;
    }

    public static uint Next()
    {
        uint a, b, c, d;

        a = state[index];
        c = state[(index + 13) & 15];
        b = a ^ c ^ (a << 16) ^ (c << 15);
        c = state[(index + 9) & 15];
        c ^= (c >> 11);
        a = state[index] = b ^ c;
        d = a ^ ((a << 5) & 0xda442d24U);
        index = (index + 15) & 15;
        a = state[index];
        state[index] = a ^ b ^ d ^ (a << 2) ^ (b << 18) ^ (c << 28);

        return state[index];
    }
}

위에서는 초기 state 배열을 Random으로 초기화 시키고 있지만, 원래는 랜덤값에 대한 일치를 목적으로 사용하는 것이기 때문에 개발자가 임의로 넣어주어야 합니다.

아래는 간단하게 Random과 Well512의 난수 비교를 한 것입니다.

static void Main(string[] args)
{
    Random random = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        int rand1 = random.Next();
        ulong rand2 = Well512.Next();

        Console.WriteLine(i + ": " + rand1 + ", " + rand2);
    }

    Console.WriteLine();

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        int rand1 = random.Next(10);
        ulong rand2 = Well512.Next(10);

        Console.WriteLine(i + ": " + rand1 + ", " + rand2);
    }

    Console.WriteLine();

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        int rand1 = random.Next(5, 15);
        ulong rand2 = Well512.Next(5, 15);

        Console.WriteLine(i + ": " + rand1 + ", " + rand2);
    }

    // perf
    // Random
    PerfOfRandom(random, 10);
    PerfOfMT(10);

    PerfOfRandom(random, 100000000);
    PerfOfMT(100000000);
}

출력 결과는 다음과 같습니다.

0: 1730630173, 3099563570
1: 817418037, 2432892948
2: 834912966, 646458163
3: 637659925, 3393587455
4: 789744846, 1702337066
5: 1836434216, 82224553
6: 747279096, 1371995332
7: 681895050, 3383000384
8: 1976598118, 2439882382
9: 520252988, 4048663526

0: 6, 3
1: 1, 5
2: 9, 1
3: 8, 6
4: 5, 9
5: 1, 7
6: 2, 8
7: 9, 2
8: 4, 1
9: 7, 7

0: 10, 9
1: 14, 14
2: 8, 12
3: 12, 11
4: 13, 13
5: 12, 14
6: 5, 7
7: 12, 12
8: 14, 11
9: 12, 5

10 elapsed: 0   // JIT 컴파일 고려
10 elapsed: 0   // JIT 컴파일 고려

100000000 elapsed: 1747 - System.Random
100000000 elapsed: 2897 - Well512

Random과 비교한 성능이 의외군요. 물론 루프 횟수가 워낙 크기 때문에 저 정도의 성능 차이는 무시할 수 있을 정도라고 여겨집니다. 사실, 결과적으로 보면 Well512 클래스 자체가 닷넷에서는 크게 의미가 없어 보입니다. 왜냐하면, C++의 rand() 함수가 전역적인 반면 닷넷의 System.Random 타입은 인스턴스가 지역적으로 관리될 수 있기 때문에 두 기기 간의 동기화를 맞추는 데 전혀 문제가 없습니다.

그렇지만, 굳이 활용도를 생각해 본다면 서로 다른 언어간의 동기화를 맞출 일이 있는 경우겠지요. WELL 소스 코드가 간단하기 때문에 자바로도 포팅이 가능하기 때문입니다.

(첨부된 파일은 위의 코드를 포함한 예제 프로젝트입니다.)

그나저나... 게임 개발자들로부터 배울 것들이 정말 많군요. 지난번 글도 그렇고. ^^ 요즘 들어서 그들의 열정과 지식에 대한 탐구에 놀라게 됩니다.

홀 펀칭(Hole Punching)을 이용한 Private IP 간 통신 - C#
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1226





[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 6/23/2021]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2012-03-14 04시53분
[Lyn] 링크 해 가겠습니다.
[guest]
2012-03-14 05시05분
[Lyn] 링크 위치는 http://lunapiece.net/4464 입니다.
[guest]
2014-11-20 05시49분
[유부독] 잘보고 갑니다~
[guest]
2014-12-22 04시30분
마이크로소프트웨어 2014년 12월 호에 실린 '실전 강의실: 실전 C++ 표준 난수 라이브러리'도 함께 보시면 좋습니다. ^^
정성태
2023-07-17 10시18분
Bias in the .NET random number generator
; https://fuglede.dk/en/blog/bias-in-net-rng/
정성태

... 106  107  108  109  110  111  [112]  113  114  115  116  117  118  119  120  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11124정성태1/4/201727778개발 환경 구성: 309. 3년짜리 유효 기간을 제공하는 StartSSL [2]
11123정성태1/3/201723280.NET Framework: 629. .NET Core의 dotnet.exe CLI 명령어 확장 방법 [1]
11122정성태1/3/201722761.NET Framework: 628. TransactionScope에 사용자 정의 트랜잭션을 참여시키는 방법 [2]파일 다운로드1
11121정성태1/1/201720628개발 환경 구성: 308. "ASP.NET Core Web Application (.NET Core)"와 "ASP.NET Core Web Application (.NET Framework)" 차이점
11120정성태12/25/201626480개발 환경 구성: 307. ASP.NET Core Web Application을 IIS에서 호스팅하는 방법
11119정성태12/23/201649162개발 환경 구성: 306. Visual Studio Code에서 Python 개발 환경 구성 [2]
11118정성태12/22/201635930오류 유형: 374. Python 64비트 설치 시 0x80070659 오류 발생 [3]
11117정성태12/21/201622210웹: 35. nopCommerce 예제 사이트 구성 방법
11116정성태12/21/201624161디버깅 기술: 84. NopCommerce의 Autofac 부하(CPU, Memory) [2]
11115정성태12/21/201627108Windows: 133. 윈도우 서버 2016에서 플래시가 동작하지 않는 경우 [2]
11114정성태12/19/201637142Windows: 132. 역슬래시(backslash) 문자가 왜 통화 표기 문자(한글인 경우 "\")로 보일까요? [2]
11113정성태12/6/201621060오류 유형: 373. ICOMAdminCatalog::GetCollection에서 CO_E_ISOLEVELMISMATCH(0x8004E02F) 오류 발생파일 다운로드1
11112정성태11/23/201626254오류 유형: 372. MySQL 서비스가 올라오지 않는 경우 - Error 1067
11111정성태11/23/201634731.NET Framework: 627. C++로 만든 DLL을 C#에서 사용하기 [2]
11110정성태11/17/201621375.NET Framework: 626. Commit 메모리가 낮은 상황에서도 메모리 부족(Out-of-memory) 예외 발생 [2]
11109정성태11/17/201621343.NET Framework: 625. ASP.NET에서 System.Web.HttpApplication 인스턴스는 다중으로 생성됩니다.
11108정성태11/13/201621210.NET Framework: 624. WPF - Line 요소를 Canvas에 위치시켰을 때 흐림(blur) 현상파일 다운로드1
11107정성태11/9/201625090오류 유형: 371. Post cache substitution is not compatible with modules in the IIS integrated pipeline that modify the response buffers.파일 다운로드1
11106정성태11/8/201625255.NET Framework: 623. C# - PeerFinder를 이용한 Wi-Fi Direct 데이터 통신 예제 [2]파일 다운로드1
11105정성태11/8/201619607.NET Framework: 622. PeerFinder Wi-Fi Direct 통신 시 Read/Write/Dispose 문제
11104정성태11/8/201619104개발 환경 구성: 305. PeerFinder로 Wi-Fi Direct 연결 시 방화벽 문제
11103정성태11/8/201619073오류 유형: 370. PeerFinder.ConnectAsync의 결과 값인 Task.Result를 호출할 때 System.AggregateException 예외 발생
11102정성태11/8/201619114오류 유형: 369. PeerFinder.FindAllPeersAsync 호출 시 System.UnauthorizedAccessException 예외 발생
11101정성태11/8/201621972.NET Framework: 621. 닷넷 프로파일러의 오류 코드 - 0x80131363
11100정성태11/7/201628702개발 환경 구성: 304. Wi-Fi Direct 지원 여부 확인 방법 [1]
11099정성태11/7/201630655.NET Framework: 620. C#에서 C/C++ 함수로 콜백 함수를 전달하는 예제 코드파일 다운로드1
... 106  107  108  109  110  111  [112]  113  114  115  116  117  118  119  120  ...