Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 44035
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

... [136]  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1654정성태3/19/201425193개발 환경 구성: 219. SOS.dll 확장 모듈을 버전 별로 구하는 방법 [4]
1653정성태3/13/201420023.NET Framework: 428. .NET Reflection으로 다차원/Jagged 배열을 구분하는 방법
1652정성태3/12/201421091VC++: 76. Direct Show를 사용하는 다른 프로그램의 필터 그래프를 graphedt.exe에서 확인하는 방법파일 다운로드1
1651정성태3/11/201424723.NET Framework: 427. C# 컴파일러는 변수를 초기화시키지 않을까요?
1650정성태3/6/201425508VC++: 75. Visual C++ 컴파일 오류 - Cannot use __try in functions that require object unwinding [1]파일 다운로드1
1649정성태3/5/201420157기타: 44. BTN 스토어 앱 개인정보 보호 정책 안내
1648정성태3/5/201420546개발 환경 구성: 218. 스토어 앱 인증 실패 - no privacy statement
1647정성태3/3/201421779오류 유형: 224. 스카이드라이브 비정상 종료 - Error 0x80040A41: No error description available
1646정성태3/3/201431032오류 유형: 223. Microsoft-Windows-DistributedCOM 10016 이벤트 로그 에러 [1]
1645정성태3/1/201420818기타: 43. 마이크로소프트 MVP들이 모여 전국 세미나를 엽니다.
1644정성태2/26/201427796.NET Framework: 426. m3u8 스트리밍 파일을 윈도우 8.1 Store App에서 재생하는 방법파일 다운로드1
1643정성태2/25/201423572오류 유형: 222. 윈도우 8 Store App - APPX1204 SignTool Error: An unexpected internal error has occurred [1]
1642정성태2/25/201428163Windows: 91. 한글이 포함된 사용자 프로파일 경로 변경 [2]
1641정성태2/24/201425058기타: 42. 클래스 설명 [5]
1640정성태2/24/201446018.NET Framework: 425. C# - VLC(ActiveX) 컨트롤을 레지스트리 등록 없이 사용하는 방법 [15]
1639정성태2/23/201421750기타: 41. BBS 스토어 앱 개인정보 보호 정책 안내
1638정성태2/18/201444388Windows: 90. 실행 파일로부터 관리자 요구 권한을 제거하는 방법(부제: 크랙 버전을 보다 안전하게 실행하는 방법) [8]
1637정성태2/14/201425515Windows: 89. 컴퓨터를 껐는데도 어느 순간 자동으로 켜진다면? - 두 번째 이야기
1636정성태2/14/201421399Windows: 88. Hyper-V가 설치된 컴퓨터의 윈도우 백업 설정
1635정성태2/14/201422331오류 유형: 221. SharePoint - System.InvalidOperationException: The farm is unavailable.
1634정성태2/14/201422471.NET Framework: 424. C# - CSharpCodeProvider로 컴파일한 메서드의 실행이 일반 메서드보다 더 빠르다? [1]파일 다운로드1
1633정성태2/13/201425352오류 유형: 220. 2014년 2월 13일 이후로 Visual Studio 2010 Macro가 동작하지 않는다면? [3]
1632정성태2/12/201443319.NET Framework: 423. C#에서 DirectShow를 이용한 미디어 재생 [2]파일 다운로드1
1631정성태2/11/201422340개발 환경 구성: 217. Realtek 사운드 장치에서 재생되는 오디오를 GraphEditor로 녹음하는 방법
1630정성태2/5/201422649개발 환경 구성: 216. Hyper-V에 올려진 윈도우 XP VM에서 24bit 컬러 및 ClearType 활성화하는 방법
1629정성태2/5/201432465개발 환경 구성: 215. DOS batch - 하나의 .bat 파일에서 다중 .bat 파일을 (비동기로) 실행하는 방법 [1]
... [136]  137  138  139  140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  150  ...