Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 44057
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

... 166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  [177]  178  179  180  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
566정성태2/28/200825157.NET Framework: 99. AppDomain.GetEntryAssembly()를 우회하는 방법파일 다운로드1
564정성태2/16/200824690Windows: 30. TS Web Access + Vista SP1 [2]
563정성태2/16/200824099오류 유형: 51. Vista(UAC) + 웹 프로젝트 디버깅: System.UnauthorizedAccessException
562정성태2/12/200828524Windows: 29. Windows Server 2008 설치 [4]
561정성태1/10/200822198오류 유형: 50. IE 7 + 잘못된 HTC 파일 경로 = File not found [5]
559정성태1/1/200827061Windows: 28. Vista에서 끌어다 놓기로 GAC 등록하는 방법 [2]
558정성태1/1/200843744개발 환경 구성: 33. 32bit/64bit OLE DB Provider [1]
557정성태12/22/200722663개발 환경 구성: 32. WSCF와 VS.NET 2008
556정성태12/16/200720818기타: 22. 인기 순위 정리 : 조회수 1000 회 이상
555정성태12/16/200723553기타: 21. 인기 순위 정리 : 조회수 500 ~ 999회 글 목록
554정성태12/16/200728195기타: 20. 인기 순위 정리 : 조회수 250 ~ 499회 글 목록
553정성태12/16/200728469기타: 19. 인기 순위 정리 : 조회수 100 ~ 249회 글 목록
552정성태12/16/200722084기타: 18. 인기 순위 정리 : 조회수 000 ~ 099 회 글 목록
550정성태12/16/200721065Team Foundation Server: 23. TFS 2005에서 TFS 2008로 마이그레이션 [2]
549정성태12/16/200722495Team Foundation Server: 22. TFS 설정 - 주소를 도메인으로 변경
548정성태12/15/200740113오류 유형: 49. Report Server - 원격 서버에 연결할 수 없습니다
547정성태12/4/200728548.NET Framework: 98. .NET 비동기 Socket과 스레드
546정성태12/4/200719597Team Foundation Server: 21. Microsoft Office가 참조된 경우의 빌드 환경 구성
545정성태12/4/200726331Windows: 27. 눈으로 확인해 보는 ASLR 기능 [1]
544정성태11/25/200722242오류 유형: 48. VS.NET 2008 설치 오류 - Error code 1602 [5]
543정성태11/25/200725215개발 환경 구성: 31. ROBOCOPY XP026 버전 [1]
542정성태11/3/200740265VS.NET IDE: 55. XML/XSLT로 구현하는 매크로 확장 [5]파일 다운로드2
538정성태10/11/200726770스크립트: 10. VBScript - "Sub를 호출할 때는 괄호를 사용할 수 없습니다." [2]
537정성태9/28/200735391개발 환경 구성: 30. 64비트 OS에서의 ChartFX 라이선스 문제
536정성태9/12/200732230.NET Framework: 97. WCF : netTcpBinding에서의 각종 Timeout 값 설명 [11]
535정성태9/11/200729775.NET Framework: 96. WCF - PerSession에서의 클라이언트 연결 관리 [5]
... 166  167  168  169  170  171  172  173  174  175  176  [177]  178  179  180  ...