Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 43993
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

... 151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  [162]  163  164  165  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
994정성태2/10/201136004디버깅 기술: 34. Windbg - ERROR: Unable to load DLL mscordacwks_x86_x86_2.0.50727.4200.dll, Win32 error 0n2 [1]
993정성태2/10/201128338개발 환경 구성: 107. 하나의 WPF 프로젝트를 WinExe / Library로 빌드하는 방법
992정성태10/15/201129187개발 환경 구성: 106. VSS(Volume Shadow Service)를 이용한 Hyper-V VM 백업/복원 [2]
991정성태2/6/201148661개발 환경 구성: 105. 풀 덤프 파일을 남기는 방법 [4]
990정성태2/2/201133804개발 환경 구성: 104. Visual C++ Custom Build Tool 사용예 [1]파일 다운로드1
989정성태2/1/201130319개발 환경 구성: 103. DOS batch - 동기 방식으로 원격 서비스 제어
988정성태1/30/201126545개발 환경 구성: 102. MSBuild - DefineConstants에 다중 전처리 값 설정
987정성태1/29/201139684디버깅 기술: 33. PDB Symbol 로드 오류 - Cannot find or open the PDB file. [2]
986정성태1/26/201131125.NET Framework: 204. 분리된 ThreadPool 사용 - Smart Thread Pool
985정성태1/25/201127717디버깅 기술: 32. 인증서로 서명된 닷넷 어셈블리의 실행 지연 현상
984정성태1/25/201122410개발 환경 구성: 101. SharePoint 2010 - Form Design
983정성태1/23/201127464제니퍼 .NET: 15. 눈으로 확인하는 maxWorkerThreads, minFreeThreads 설정값 [1]
982정성태1/22/201124826개발 환경 구성: 100. SharePoint 2010 - iPad 친화적인 게시판 만들기 (사용자 지정 목록) [1]
981정성태1/19/201120687개발 환경 구성: 99. SharePoint 2010 - 웹 애플리케이션 생성 시 고려해야 할 점. [1]
980정성태1/19/201132191개발 환경 구성: 98. SharePoint 2010 - Office Web Apps 설치
979정성태1/18/201124828개발 환경 구성: 97. SharePoint 2010 팀 사이트 구성
978정성태1/16/201131783.NET Framework: 203. VPN 자동 연결 및 Router 설정 추가
977정성태1/12/201131150개발 환경 구성: 96. SharePoint 2010 설치 [5]
976정성태1/11/201153743오류 유형: 111. IIS - 500.19 오류 (0x8007000d)
975정성태1/10/201128060.NET Framework: 202. CLR JIT 컴파일러가 생성한 기계어 코드 확인하는 방법 [3]파일 다운로드1
974정성태1/8/201126807.NET Framework: 201. 윈폼 TreeView - Bold 폰트 설정 후 텍스트가 잘리는 문제 [1]파일 다운로드1
973정성태1/7/201126083.NET Framework: 200. IIS Metabase와 ServerManager 개체 활용파일 다운로드1
972정성태1/7/201124099개발 환경 구성: 95. SQL Server 2008 R2 이하 버전 정보 확인
971정성태1/5/201133662.NET Framework: 199. .NET 코드 - Named Pipe 닷넷 서버와 VC++ 클라이언트 제작 [2]파일 다운로드1
970정성태1/4/201134208.NET Framework: 198. 윈도우 응용 프로그램에 Facebook 로그인 연동 [1]파일 다운로드1
969정성태12/31/201040337VC++: 45. Winsock 2 Layered Service Provider - Visual Studio 2010용 프로젝트 [1]파일 다운로드1
... 151  152  153  154  155  156  157  158  159  160  161  [162]  163  164  165  ...