Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 313. WELL512 난수 발생 알고리즘 - C# [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 43995
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)
66정성태10/16/200420308.NET Framework: 16. [닷넷 리모팅] 프록시가 죽은 것을 원격 개체가 알 수 있는 방법은?
65정성태10/16/200419262VS.NET IDE: 8. Windows 가상 메모리 사용 해제
64정성태10/3/200422965.NET Framework: 15. ASP.NET에서 .NET COM+ 개체 등록 시 "Local System"이어야 하는 이유.
63정성태10/3/200423066.NET Framework: 14. Response.Cookies.Clear는 기존 설정된 Cookie 헤더를 삭제하는 것이 아닙니다.
62정성태10/3/200422058기타: 7. DB 트랜잭션에서 Lock이 걸릴 수 있는 전형적인 예.
61정성태10/3/200421612.NET Framework: 13. Main 메서드에 붙은 STAThread 의미
60정성태10/3/200420324.NET Framework: 12. IDispatch::GetIDsOfNames 역변환 메서드 작성 힌트 ( DISPID 로 메서드 이름 알아내는 것 )
58정성태10/3/200423413.NET Framework: 11. HttpContext의 간략이해
56정성태10/3/200419906.NET Framework: 10. [.NET 리모팅] 원격개체를 호출한 클라이언트의 연결이 유효한지 판단하는 방법.
55정성태10/3/200420657COM 개체 관련: 11. 내가 생각해 보는 COM의 현재 위치
54정성태8/30/200426319VC++: 10. 내가 생각해 보는 MFC OCX와 ATL DLL에 선택 기준
53정성태11/20/200525677VC++: 9. CFtpFileFind/FtpFileFind가 일부 Unix FTP 서버에서 목록을 제대로 못 가져오는 문제
184정성태11/23/200519341    답변글 VC++: 9.1. FTP 관련 토픽파일 다운로드1
51정성태6/24/200424232VC++: 8. BSTR 메모리 할당 및 해제(MSDN Library 발췌) [1]
50정성태6/16/200417581기타: 6. 1차 데스크톱 컴퓨터 사양
49정성태6/16/200418063기타: 5. 53만 원대 Second PC 마련. ^^
48정성태3/2/200419943.NET Framework: 9. 윈도우즈 발전사를 모아 둔 사이트. [1]
47정성태11/14/200518407VS.NET IDE: 7. 한글 OS에서 Internet Explorer 6.0 with SP1의 UI 언어 바꾸는 방법
45정성태1/26/200417774기타: 4. MCAD 시험
44정성태1/26/200418559VS.NET IDE: 6. 터미널 서비스 포트 변경 ( 서버 및 클라이언트 )
46정성태1/26/200423644    답변글 VS.NET IDE: 6.1. Windows 2003 터미널 서비스 라이센스 서버 없이 접속
114정성태11/14/200515092    답변글 VS.NET IDE: 6.2. [터미널 서버 라이센스] : 활성화 시 오류
43정성태12/23/200318295기타: 3. XP/2003 개인 방화벽 설정파일 다운로드1
40정성태7/23/200321782COM 개체 관련: 10. IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결 [1]
41김성현7/24/200320578    답변글 COM 개체 관련: 10.1. [답변]: IE BHO 개체를 개발할 때, 인터넷 익스플로러가 아닌 탐색기에서 활성화 되는 문제 해결
42정성태7/29/200318501        답변글 COM 개체 관련: 10.2. feedback 을 받기 위해서 답변 기능을 가능하게 해두었습니다.
... 181  182  183  184  185  186  187  188  189  190  191  192  193  194  [195]  ...