--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/RandomMT19937.st Wed Oct 01 14:43:46 2014 +0200
@@ -0,0 +1,415 @@
+"{ Package: 'stx:libbasic2' }"
+
+Object subclass:#RandomMT19937
+ instanceVariableNames:'n m matrixA upperMask lowerMask mt mti'
+ classVariableNames:''
+ poolDictionaries:''
+ category:'Magnitude-Numbers'
+!
+
+!RandomMT19937 class methodsFor:'documentation'!
+
+documentation
+"
+ NO WARRANTY
+
+ A Mersienne Twister based on code by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto.
+
+ Before using, initialize the state by using initGen(seed)
+ or initByArray(init_key, key_length).
+
+ RandomMT19937 new nextInteger
+ (RandomMT19937 new:5489) nextInteger
+ (RandomMT19937 newByArray:{16r123 . 16r234 .16r345 . 16r456}) nextInteger
+
+ Please read:
+ Wikipedia article on Mersienne Twister end esp. MT19937
+ MT home page http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/emt.html
+
+ [see also:]
+ RandomGenerator - the default; uses the machines /dev/random if available
+ Random - fast, but generates less quality random numbers
+ RandomTT800 - another random generator
+ RandomParkMiller - another random generator
+
+ [author:]
+ Original algorithm by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto
+ Ported to Smalltalk by Claus Gittinger.
+"
+!
+
+test
+"
+ compare generated numbers a gainst reference implementation
+ (see http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/MT2002/CODES/mt19937ar.out)
+ [exBegin]
+ |l rnd|
+
+ rnd := (RandomMT19937 newByArray:{16r123 . 16r234 .16r345 . 16r456}).
+
+ #(
+ 1067595299 955945823 477289528 4107218783 4228976476
+ 3344332714 3355579695 227628506 810200273 2591290167
+ 2560260675 3242736208 646746669 1479517882 4245472273
+ 1143372638 3863670494 3221021970 1773610557 1138697238
+ 1421897700 1269916527 2859934041 1764463362 3874892047
+ 3965319921 72549643 2383988930 2600218693 3237492380
+ 2792901476 725331109 605841842 271258942 715137098
+ 3297999536 1322965544 4229579109 1395091102 3735697720
+ 2101727825 3730287744 2950434330 1661921839 2895579582
+ 2370511479 1004092106 2247096681 2111242379 3237345263
+ 4082424759 219785033 2454039889 3709582971 835606218
+ 2411949883 2735205030 756421180 2175209704 1873865952
+ 2762534237 4161807854 3351099340 181129879 3269891896
+ 776029799 2218161979 3001745796 1866825872 2133627728
+ 34862734 1191934573 3102311354 2916517763 1012402762
+ 2184831317 4257399449 2899497138 3818095062 3030756734
+ 1282161629 420003642 2326421477 2741455717 1278020671
+ 3744179621 271777016 2626330018 2560563991 3055977700
+ 4233527566 1228397661 3595579322 1077915006 2395931898
+ 1851927286 3013683506 1999971931 3006888962 1049781534
+ 1488758959 3491776230 104418065 2448267297 3075614115
+ 3872332600 891912190 3936547759 2269180963 2633455084
+ 1047636807 2604612377 2709305729 1952216715 207593580
+ 2849898034 670771757 2210471108 467711165 263046873
+ 3569667915 1042291111 3863517079 1464270005 2758321352
+ 3790799816 2301278724 3106281430 7974801 2792461636
+ 555991332 621766759 1322453093 853629228 686962251
+ 1455120532 957753161 1802033300 1021534190 3486047311
+ 1902128914 3701138056 4176424663 1795608698 560858864
+ 3737752754 3141170998 1553553385 3367807274 711546358
+ 2475125503 262969859 251416325 2980076994 1806565895
+ 969527843 3529327173 2736343040 2987196734 1649016367
+ 2206175811 3048174801 3662503553 3138851612 2660143804
+ 1663017612 1816683231 411916003 3887461314 2347044079
+ 1015311755 1203592432 2170947766 2569420716 813872093
+ 1105387678 1431142475 220570551 4243632715 4179591855
+ 2607469131 3090613241 282341803 1734241730 1391822177
+ 1001254810 827927915 1886687171 3935097347 2631788714
+ 3905163266 110554195 2447955646 3717202975 3304793075
+ 3739614479 3059127468 953919171 2590123714 1132511021
+ 3795593679 2788030429 982155079 3472349556 859942552
+ 2681007391 2299624053 647443547 233600422 608168955
+ 3689327453 1849778220 1608438222 3968158357 2692977776
+ 2851872572 246750393 3582818628 3329652309 4036366910
+ 1012970930 950780808 3959768744 2538550045 191422718
+ 2658142375 3276369011 2927737484 1234200027 1920815603
+ 3536074689 1535612501 2184142071 3276955054 428488088
+ 2378411984 4059769550 3913744741 2732139246 64369859
+ 3755670074 842839565 2819894466 2414718973 1010060670
+ 1839715346 2410311136 152774329 3485009480 4102101512
+ 2852724304 879944024 1785007662 2748284463 1354768064
+ 3267784736 2269127717 3001240761 3179796763 895723219
+ 865924942 4291570937 89355264 1471026971 4114180745
+ 3201939751 2867476999 2460866060 3603874571 2238880432
+ 3308416168 2072246611 2755653839 3773737248 1709066580
+ 4282731467 2746170170 2832568330 433439009 3175778732
+ 26248366 2551382801 183214346 3893339516 1928168445
+ 1337157619 3429096554 3275170900 1782047316 4264403756
+ 1876594403 4289659572 3223834894 1728705513 4068244734
+ 2867840287 1147798696 302879820 1730407747 1923824407
+ 1180597908 1569786639 198796327 560793173 2107345620
+ 2705990316 3448772106 3678374155 758635715 884524671
+ 486356516 1774865603 3881226226 2635213607 1181121587
+ 1508809820 3178988241 1594193633 1235154121 326117244
+ 2304031425 937054774 2687415945 3192389340 2003740439
+ 1823766188 2759543402 10067710 1533252662 4132494984
+ 82378136 420615890 3467563163 541562091 3535949864
+ 2277319197 3330822853 3215654174 4113831979 4204996991
+ 2162248333 3255093522 2219088909 2978279037 255818579
+ 2859348628 3097280311 2569721123 1861951120 2907080079
+ 2719467166 998319094 2521935127 2404125338 259456032
+ 2086860995 1839848496 1893547357 2527997525 1489393124
+ 2860855349 76448234 2264934035 744914583 2586791259
+ 1385380501 66529922 1819103258 1899300332 2098173828
+ 1793831094 276463159 360132945 4178212058 595015228
+ 177071838 2800080290 1573557746 1548998935 378454223
+ 1460534296 1116274283 3112385063 3709761796 827999348
+ 3580042847 1913901014 614021289 4278528023 1905177404
+ 45407939 3298183234 1184848810 3644926330 3923635459
+ 1627046213 3677876759 969772772 1160524753 1522441192
+ 452369933 1527502551 832490847 1003299676 1071381111
+ 2891255476 973747308 4086897108 1847554542 3895651598
+ 2227820339 1621250941 2881344691 3583565821 3510404498
+ 849362119 862871471 797858058 2867774932 2821282612
+ 3272403146 3997979905 209178708 1805135652 6783381
+ 2823361423 792580494 4263749770 776439581 3798193823
+ 2853444094 2729507474 1071873341 1329010206 1289336450
+ 3327680758 2011491779 80157208 922428856 1158943220
+ 1667230961 2461022820 2608845159 387516115 3345351910
+ 1495629111 4098154157 3156649613 3525698599 4134908037
+ 446713264 2137537399 3617403512 813966752 1157943946
+ 3734692965 1680301658 3180398473 3509854711 2228114612
+ 1008102291 486805123 863791847 3189125290 1050308116
+ 3777341526 4291726501 844061465 1347461791 2826481581
+ 745465012 2055805750 4260209475 2386693097 2980646741
+ 447229436 2077782664 1232942813 4023002732 1399011509
+ 3140569849 2579909222 3794857471 900758066 2887199683
+ 1720257997 3367494931 2668921229 955539029 3818726432
+ 1105704962 3889207255 2277369307 2746484505 1761846513
+ 2413916784 2685127085 4240257943 1166726899 4215215715
+ 3082092067 3960461946 1663304043 2087473241 4162589986
+ 2507310778 1579665506 767234210 970676017 492207530
+ 1441679602 1314785090 3262202570 3417091742 1561989210
+ 3011406780 1146609202 3262321040 1374872171 1634688712
+ 1280458888 2230023982 419323804 3262899800 39783310
+ 1641619040 1700368658 2207946628 2571300939 2424079766
+ 780290914 2715195096 3390957695 163151474 2309534542
+ 1860018424 555755123 280320104 1604831083 2713022383
+ 1728987441 3639955502 623065489 3828630947 4275479050
+ 3516347383 2343951195 2430677756 635534992 3868699749
+ 808442435 3070644069 4282166003 2093181383 2023555632
+ 1568662086 3422372620 4134522350 3016979543 3259320234
+ 2888030729 3185253876 4258779643 1267304371 1022517473
+ 815943045 929020012 2995251018 3371283296 3608029049
+ 2018485115 122123397 2810669150 1411365618 1238391329
+ 1186786476 3155969091 2242941310 1765554882 279121160
+ 4279838515 1641578514 3796324015 13351065 103516986
+ 1609694427 551411743 2493771609 1316337047 3932650856
+ 4189700203 463397996 2937735066 1855616529 2626847990
+ 55091862 3823351211 753448970 4045045500 1274127772
+ 1124182256 92039808 2126345552 425973257 386287896
+ 2589870191 1987762798 4084826973 2172456685 3366583455
+ 3602966653 2378803535 2901764433 3716929006 3710159000
+ 2653449155 3469742630 3096444476 3932564653 2595257433
+ 318974657 3146202484 853571438 144400272 3768408841
+ 782634401 2161109003 570039522 1886241521 14249488
+ 2230804228 1604941699 3928713335 3921942509 2155806892
+ 134366254 430507376 1924011722 276713377 196481886
+ 3614810992 1610021185 1785757066 851346168 3761148643
+ 2918835642 3364422385 3012284466 3735958851 2643153892
+ 3778608231 1164289832 205853021 2876112231 3503398282
+ 3078397001 3472037921 1748894853 2740861475 316056182
+ 1660426908 168885906 956005527 3984354789 566521563
+ 1001109523 1216710575 2952284757 3834433081 3842608301
+ 2467352408 3974441264 3256601745 1409353924 1329904859
+ 2307560293 3125217879 3622920184 3832785684 3882365951
+ 2308537115 2659155028 1450441945 3532257603 3186324194
+ 1225603425 1124246549 175808705 3009142319 2796710159
+ 3651990107 160762750 1902254979 1698648476 1134980669
+ 497144426 3302689335 4057485630 3603530763 4087252587
+ 427812652 286876201 823134128 1627554964 3745564327
+ 2589226092 4202024494 62878473 3275585894 3987124064
+ 2791777159 1916869511 2585861905 1375038919 1403421920
+ 60249114 3811870450 3021498009 2612993202 528933105
+ 2757361321 3341402964 2621861700 273128190 4015252178
+ 3094781002 1621621288 2337611177 1796718448 1258965619
+ 4241913140 2138560392 3022190223 4174180924 450094611
+ 3274724580 617150026 2704660665 1469700689 1341616587
+ 356715071 1188789960 2278869135 1766569160 2795896635
+ 57824704 2893496380 1235723989 1630694347 3927960522
+ 428891364 1814070806 2287999787 4125941184 3968103889
+ 3548724050 1025597707 1404281500 2002212197 92429143
+ 2313943944 2403086080 3006180634 3561981764 1671860914
+ 1768520622 1803542985 844848113 3006139921 1410888995
+ 1157749833 2125704913 1789979528 1799263423 741157179
+ 2405862309 767040434 2655241390 3663420179 2172009096
+ 2511931187 1680542666 231857466 1154981000 157168255
+ 1454112128 3505872099 1929775046 2309422350 2143329496
+ 2960716902 407610648 2938108129 2581749599 538837155
+ 2342628867 430543915 740188568 1937713272 3315215132
+ 2085587024 4030765687 766054429 3517641839 689721775
+ 1294158986 1753287754 4202601348 1974852792 33459103
+ 3568087535 3144677435 1686130825 4134943013 3005738435
+ 3599293386 426570142 754104406 3660892564 1964545167
+ 829466833 821587464 1746693036 1006492428 1595312919
+ 1256599985 1024482560 1897312280 2902903201 691790057
+ 1037515867 3176831208 1968401055 2173506824 1089055278
+ 1748401123 2941380082 968412354 1818753861 2973200866
+ 3875951774 1119354008 3988604139 1647155589 2232450826
+ 3486058011 3655784043 3759258462 847163678 1082052057
+ 989516446 2871541755 3196311070 3929963078 658187585
+ 3664944641 2175149170 2203709147 2756014689 2456473919
+ 3890267390 1293787864 2830347984 3059280931 4158802520
+ 1561677400 2586570938 783570352 1355506163 31495586
+ 3789437343 3340549429 2092501630 896419368 671715824
+ 3530450081 3603554138 1055991716 3442308219 1499434728
+ 3130288473 3639507000 17769680 2259741420 487032199
+ 4227143402 3693771256 1880482820 3924810796 381462353
+ 4017855991 2452034943 2736680833 2209866385 2128986379
+ 437874044 595759426 641721026 1636065708 3899136933
+ 629879088 3591174506 351984326 2638783544 2348444281
+ 2341604660 2123933692 143443325 1525942256 364660499
+ 599149312 939093251 1523003209 106601097 376589484
+ 1346282236 1297387043 764598052 3741218111 933457002
+ 1886424424 3219631016 525405256 3014235619 323149677
+ 2038881721 4100129043 2851715101 2984028078 1888574695
+ 2014194741 3515193880 4180573530 3461824363 2641995497
+ 3179230245 2902294983 2217320456 4040852155 1784656905
+ 3311906931 87498458 2752971818 2635474297 2831215366
+ 3682231106 2920043893 3772929704 2816374944 309949752
+ 2383758854 154870719 385111597 1191604312 1840700563
+ 872191186 2925548701 1310412747 2102066999 1504727249
+ 3574298750 1191230036 3330575266 3180292097 3539347721
+ 681369118 3305125752 3648233597 950049240 4173257693
+ 1760124957 512151405 681175196 580563018 1169662867
+ 4015033554 2687781101 699691603 2673494188 1137221356
+ 123599888 472658308 1053598179 1012713758 3481064843
+ 3759461013 3981457956 3830587662 1877191791 3650996736
+ 988064871 3515461600 4089077232 2225147448 1249609188
+ 2643151863 3896204135 2416995901 1397735321 3460025646
+ ) do:[:expected |
+ |got|
+
+ got := rnd nextInteger.
+ self assert:(got = expected)
+ ].
+ [exEnd]
+ "
+! !
+
+!RandomMT19937 class methodsFor:'instance creation'!
+
+new
+ ^ self basicNew
+ initialize;
+ initGenRand:(Time millisecondClockValue)
+!
+
+new:seed
+ ^ self basicNew
+ initialize;
+ initGenRand:seed
+!
+
+newByArray:keyArray
+ ^ self basicNew
+ initialize;
+ initByArray:keyArray
+! !
+
+!RandomMT19937 methodsFor:'initialization'!
+
+initByArray:keyArray
+ |i j k kLen|
+
+ self initGenRand:19650218.
+
+ kLen := keyArray size.
+ i := 1. j := 0.
+ k := (n max: kLen).
+
+ [k > 0] whileTrue:[
+ |t|
+
+ t := (((mt at:i+1) bitXor: (((mt at:i) bitXor: ((mt at:i) >> 30)) * 1664525))
+ + (keyArray at:j+1) + j).
+ mt at:i+1 put:(t bitAnd:16rFFFFFFFF).
+ i := i+1. j := j+1.
+ (i >= n) ifTrue:[ mt at:1 put:(mt at:n). i := 1. ].
+ (j >= kLen) ifTrue:[ j := 0].
+ k := k - 1.
+ ].
+
+ k := n-1.
+ [k > 0] whileTrue:[
+ |t|
+
+ t := ((mt at:i+1) bitXor:(((mt at:i) bitXor: ((mt at:i) >> 30)) * 1566083941)) - i.
+ mt at:i+1 put:(t bitAnd:16rFFFFFFFF).
+ i := i+1.
+ (i >= n) ifTrue:[ mt at:1 put:(mt at:n). i := 1. ].
+ k := k - 1.
+ ].
+
+ mt at:1 put:16r80000000. "/ MSB is 1; assuring non-zero initial array
+!
+
+initGenRand:seedUsed
+ |s|
+
+ s := seedUsed.
+
+ mt at:1 put:(s bitAnd:16rFFFFFFFF).
+ mti := 1.
+ [mti < n] whileTrue:[
+ |t|
+
+ t := (1812433253
+ * ((mt at:(mti)) bitXor:((mt at:(mti)) >> 30)))
+ + mti.
+
+ mt at:(mti+1) put:(t bitAnd:16rFFFFFFFF).
+ mti := mti + 1.
+ ].
+
+ "
+ self new nextInteger
+ "
+!
+
+initialize
+ n := 624.
+ m := 397.
+ matrixA := 16r9908b0df. "/ constant vector a
+ upperMask := 16r80000000. "/ most significant w-r bits
+ lowerMask := 16r7fffffff. "/ least significant r bits
+
+ mt := Array new:n. "/ the array for the state vector
+ mti := n + 1. "/ mti==N+1 means mt[N] is not initialized */
+! !
+
+!RandomMT19937 methodsFor:'random numbers'!
+
+nextBoolean
+ "generates the next integer in 0..FFFFFFFF"
+
+ ^ self nextInteger > 16r7FFFFFFF
+!
+
+nextInteger
+ "generates the next integer in 0..FFFFFFFF"
+
+ | y mag01 |
+
+ mag01 := { 0 . matrixA }.
+ "/ mag01[x] = x * MATRIX_A for x=0,1 */
+
+ (mti >= n) ifTrue:[ "/ generate N words at one time
+ |kk|
+
+ (mti == (n+1)) ifTrue:[ "/ if init_genrand() has not been called,
+ self initGenRand:5489. "/ a default initial seed is used
+ ].
+
+ kk := 0.
+ [kk < (n-m)] whileTrue:[
+ y := ((mt at:kk+1) bitAnd:upperMask)
+ bitOr:((mt at:(kk+1+1)) bitAnd:lowerMask).
+ mt at:(kk+1) put:(((mt at:(kk+m+1)) bitXor:(y>>1)) bitXor: (mag01 at:(y bitAnd:1)+1)).
+ kk := kk + 1.
+ ].
+ [kk < (n-1)] whileTrue:[
+ y := ((mt at:(kk+1)) bitAnd:upperMask)
+ bitOr:((mt at:(kk+1+1)) bitAnd:lowerMask).
+ mt at:(kk+1) put:(((mt at:(kk+(m-n)+1)) bitXor:(y>>1)) bitXor:(mag01 at:(y bitAnd:1)+1)).
+ kk := kk + 1.
+ ].
+
+ y := ((mt at:(n-1+1)) bitAnd:upperMask) bitOr:((mt at:1) bitAnd:lowerMask).
+ mt at:n-1+1 put:(((mt at:m) bitXor:(y>>1)) bitXor: (mag01 at:(y bitAnd:1)+1)).
+
+ mti := 0.
+ ].
+
+ y := mt at:(mti+1). mti := mti + 1.
+
+ "/ Tempering
+ y := y bitXor:(y >> 11).
+ y := y bitXor:((y << 7) bitAnd: 16r9d2c5680).
+ y := y bitXor:((y << 15) bitAnd: 16refc60000).
+ y := y bitXor:(y >> 18).
+
+ ^ y
+! !
+
+!RandomMT19937 class methodsFor:'documentation'!
+
+version
+ ^ '$Header: /cvs/stx/stx/libbasic2/RandomMT19937.st,v 1.1 2014-10-01 12:43:46 cg Exp $'
+!
+
+version_CVS
+ ^ '$Header: /cvs/stx/stx/libbasic2/RandomMT19937.st,v 1.1 2014-10-01 12:43:46 cg Exp $'
+! !
+