Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 43962
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

... 181  182  183  [184]  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
354정성태10/23/200635867    답변글 개발 환경 구성: 18.1. 윈도우즈 인증서 서비스 설치
372정성태12/31/200637721    답변글 개발 환경 구성: 18.2. 웹 사이트에 SSL을 적용 [3]
373정성태10/24/200629092    답변글 개발 환경 구성: 18.3. 사용자 입장에서의 HTTPS 접근 (1)
374정성태10/25/200626355    답변글 개발 환경 구성: 18.4. 사용자 입장에서의 HTTPS 접근 (2)
391정성태11/7/200630498    답변글 개발 환경 구성: 18.5. 사용자 인증서 발급
392정성태11/11/200643757    답변글 개발 환경 구성: 18.6. 인증서 관리 (1) - 내보내기/가져오기
394정성태11/9/200628256    답변글 개발 환경 구성: 18.7. 인증서 관리 (2) - 개인키를 내보낼 수 있는 유형의 인증서 발급 [1]
395정성태11/9/200640356    답변글 개발 환경 구성: 18.8. 인증서 관리 (3) - 인증서 MMC 관리자 사용
414정성태12/23/200632056    답변글 개발 환경 구성: 18.9. CRL(Certificate Revocation List) 관리
428정성태12/31/200644970    답변글 개발 환경 구성: 18.10. IIS 7 - SSL 사이트 설정하는 방법 [4]
429정성태12/31/200630891    답변글 개발 환경 구성: 18.11. 서비스를 위한 인증서 설치
352정성태10/2/200620586개발 환경 구성: 17. VPC에 Linux 설치하는 방법 [1]
351정성태10/8/200623134개발 환경 구성: 16. 성태의 무식한(!) 리눅스 탐방기. [4]
349정성태9/26/200621920디버깅 기술: 10. C++/CLI에서 제공되는 명시적인 파괴자의 비밀
347정성태10/6/200625684디버깅 기술: 9. .NET IDisposable 처리 정리 [1]
346정성태9/23/200619216개발 환경 구성: 15. 툴박스에 컨트롤이 자동으로 나타나도록 해주는 옵션 설정
345정성태9/20/200618401오류 유형: 12. WCF 오류 메시지 - Error while trying to reflect on attribute 'MessageContractAttribute'
343정성태10/18/200630231개발 환경 구성: 14. SandCastle 사용법 (NDoc을 대체하는 문서화 도구) [1]파일 다운로드1
344정성태9/20/200620491    답변글 개발 환경 구성: 14.1. 오류 유형 - GAC 에 등록된 DLL 에 대한 문서화 시 오류
340정성태9/15/200619657개발 환경 구성: 13. ISO 파일을 가상 CD-ROM으로 매핑해주는 프로그램
339정성태9/14/200619139오류 유형: 11. ProtocolsSection?
338정성태2/4/200727409개발 환경 구성: 12. BUG: 웹 서비스에서 DataTable 사용하기 [2]파일 다운로드1
350정성태10/2/200620598    답변글 개발 환경 구성: 12.1. ASMX 2.0 and SchemaImporterExtensions파일 다운로드1
335정성태8/20/200628357디버깅 기술: 8. COM+ 서버 응용 프로그램에 대한 F5 디버깅 방법
334정성태8/20/200623548디버깅 기술: 7. VS.NET 2003/2005의 다중 프로젝트 디버깅
333정성태8/20/200624042개발 환경 구성: 11. COM+ 서버 활성화 보안 설정
... 181  182  183  [184]  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  195  ...