Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 44085
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

... 121  122  123  124  125  126  127  128  129  [130]  131  132  133  134  135  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1805정성태11/5/201421876.NET Framework: 476. Visual Studio에서 Mono용 Profiler 개발 [3]파일 다운로드1
1804정성태11/5/201428117.NET Framework: 475. ETW(Event Tracing for Windows)를 C#에서 사용하는 방법 [9]파일 다운로드1
1803정성태11/4/201420219오류 유형: 261. Windows Server Backup 오류 - Error in backup of E:\$Extend\$RmMetadata\$TxfLog
1802정성태11/4/201422207오류 유형: 260. 이벤트 로그 - Windows Error Reporting / AEAPPINVW8
1801정성태11/4/201427440오류 유형: 259. 이벤트 로그 - Windows Error Reporting / IPX Assertion / KorIME.exe [1]
1800정성태11/4/201418218오류 유형: 258. 이벤트 로그 - Starting a SMART disk polling operation in Automatic mode.
1799정성태11/4/201422985오류 유형: 257. 이벤트 로그 - The WMI Performance Adapter service entered the stopped state.
1798정성태11/4/201431736오류 유형: 256. 이벤트 로그 - The WinHTTP Web Proxy Auto-Discovery Service service entered the stopped state. [1]
1797정성태11/4/201417399오류 유형: 255. 이벤트 로그 - The Adobe Flash Player Update Service service entered the stopped state.
1796정성태10/30/201424441개발 환경 구성: 249. Visual Studio 2013에서 Mono 컴파일하는 방법
1795정성태10/29/201426973개발 환경 구성: 248. Lync 2013 서버 설치 방법
1794정성태10/29/201422427개발 환경 구성: 247. "Microsoft Office 365 Enterprise E3" 서비스에 대한 간략 소개
1793정성태10/27/201423043.NET Framework: 474. C# - chromiumembedded 사용 - 두 번째 이야기 [2]파일 다운로드1
1792정성태10/27/201423184.NET Framework: 473. WebClient 객체에 쿠키(Cookie)를 사용하는 방법
1791정성태10/22/201422915VC++: 83. G++ - 템플릿 클래스의 iterator 코드 사용에서 발생하는 컴파일 오류 [5]
1790정성태10/22/201418440오류 유형: 254. NETLOGON Service is paused on [... AD Server...]
1789정성태10/22/201421056오류 유형: 253. 이벤트 로그 - The client-side extension could not remove user policy settings for '...'
1788정성태10/22/201423112VC++: 82. COM 프로그래밍에서 HRESULT 타입의 S_FALSE는 실패일까요? 성공일까요? [2]
1787정성태10/22/201431292오류 유형: 252. COM 개체 등록시 0x8002801C 오류가 발생한다면?
1786정성태10/22/201432636디버깅 기술: 65. 프로세스 비정상 종료 시 "Debug Diagnostic Tool"를 이용해 덤프를 남기는 방법 [3]파일 다운로드1
1785정성태10/22/201421861오류 유형: 251. 이벤트 로그 - Load control template file /_controltemplates/TaxonomyPicker.ascx failed [1]
1784정성태10/22/201429941.NET Framework: 472. C/C++과 C# 사이의 메모리 할당/해제 방법파일 다운로드1
1783정성태10/21/201423348VC++: 81. 프로그래밍에서 borrowing의 개념
1782정성태10/21/201420086오류 유형: 250. 이벤트 로그 - Application Server job failed for service instance Microsoft.Office.Server.Search.Administration.SearchServiceInstance
1781정성태10/21/201420506디버깅 기술: 64. new/delete의 짝이 맞는 경우에도 메모리 누수가 발생한다면?
1780정성태10/15/201424159오류 유형: 249. The application-specific permission settings do not grant Local Activation permission for the COM Server application with CLSID
... 121  122  123  124  125  126  127  128  129  [130]  131  132  133  134  135  ...