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std::seed_seq:: generate

From cppreference.net
template < class RandomIt >
void generate ( RandomIt begin, RandomIt end ) ;
(C++11부터)

편향될 수 있는 시드가 저장된 v 를 기반으로 32비트 부호 없는 정수 값으로 출력 범위 [ begin , end ) 를 채워 편향되지 않은 시드를 생성합니다.

  • 만약 begin == end true 이면, 아무 작업도 수행하지 않습니다.
  • 그렇지 않으면, 아래에 설명된 생성 알고리즘에 따라 시드를 생성합니다.

만약 std:: iterator_traits < RandomIt > :: value_type 이 부호 없는 정수 타입이 아니거나, 그 너비가 32보다 작은 경우, 프로그램은 형식에 맞지 않습니다.

만약 RandomIt LegacyRandomAccessIterator 의 요구사항을 충족하지 않거나 mutable 하지 않다면, 동작은 정의되지 않습니다.

목차

생성 알고리즘

다음과 같은 값과 연산이 주어졌을 때:

정의
z v  . size ( )
n end - begin
m std:: max ( z + 1 , n )
t ( n >= 623 ) ? 11 : ( n >= 68 ) ? 7 : ( n >= 39 ) ? 5 : ( n >= 7 ) ? 3 : ( n - 1 ) / 2
p ( n - t ) / 2
q p + t
연산 정의
xor 내장 비트 XOR 연산
rshift 내장 비트 오른쪽 시프트 연산
T(x) x xor (x rshift 27)

생성 알고리즘은 다음 단계들로 구성되며, 여기서 S i begin [ i % n ] 를, V i v  [ i ] 를 나타냅니다:

1) 출력 범위의 각 요소를 값 0x8b8b8b8b 으로 설정합니다.
2) 각 정수 k 에 대해 [ 0 , m ) 범위 내에서 다음 작업들을 순서대로 수행합니다:
1) r 1 1664525·T(S k xor S k+p xor S k-1 ) 로 정의합니다.
2) r 2 r 1 +j 로 정의합니다. 여기서 j 는 다음과 같습니다:
  • z , 만약 k=0
  • (k mod n)+V k-1 , 만약 0<k⩽z
  • k mod n , 만약 z<k
3) S k+p (S k+p +r 1 ) mod 2 32
로 설정합니다.
4) S k+q (S k+q +r 2 ) mod 2 32
로 설정합니다.
5) S k r 2 mod 2 32
로 설정합니다.
3) 각 정수 k 에 대해 [ m , m + n ) 범위 내에서, 다음 연산들을 순서대로 수행합니다:
1) r 3 1566083941·T(S k +S k+p +S k-1 ) 라고 하자.
2) r 4 r 3 -(k mod n) 로 정의한다.
3) S k+p (S k+p xor r 3 ) mod 2 32
로 설정합니다.
4) S k+q (S k+q xor r 4 ) mod 2 32
로 설정합니다.
5) S k r 4 mod 2 32
로 설정합니다.

매개변수

begin, end - 출력 범위를 나타내는 반복자

예외

RandomIt 연산이 begin end 에서 발생시키는 예외만을 던집니다.

참고 사항

생성 알고리즘은 Makoto Matsumoto와 Takuji Nishimura 의 메르센 트위스터 생성기 초기화 시퀀스를 기반으로 하여, Mutsuo Saito가 2007년에 개선한 내용 을 통합하였습니다.

예제

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <random>
// std::seed_seq의 주요 부분 프로토타이핑...
struct seed_seq
{
    std::vector<std::uint32_t> v;
    seed_seq(std::initializer_list<std::uint32_t> const il) : v{il} {}
    template<typename RandomIt>
    void generate(RandomIt first, RandomIt last)
    {
        if (first == last)
            return;
        //
        // v = {1, 2, 3, 4, 5}이고 distance(first, last) == 10이라고 가정합니다.
        //
        // Step 1: 0x8b8b8b8b로 채우기
        // seeds = {2341178251, 2341178251, 2341178251, 2341178251, 2341178251,
        //          2341178251, 2341178251, 2341178251, 2341178251, 2341178251}
        //
        std::fill(first, last, 0x8b8b8b8b);
        //
        // Step 2:
        // n = 10, s = 5, t = 3, p = 3, q = 6, m = 10
        //
        const std::uint32_t n = last - first;
        const std::uint32_t s = v.size();
        const std::uint32_t t = (n < 7) ? (n - 1) / 2
                              : (n < 39) ? 3
                              : (n < 68) ? 5
                              : (n < 623) ? 7
                              : 11;
        const std::uint32_t p = (n - t) / 2;
        const std::uint32_t q = p + t;
        const std::uint32_t m = std::max(s + 1, n);
        //
        // 첫 번째 반복, k = 0; r1 = 1371501266, r2 = 1371501271
        //
        // seeds = {1371501271, 2341178251, 2341178251, 3712679517, 2341178251,
        //          2341178251, 3712679522, 2341178251, 2341178251, 2341178251}
        //
        // k = 1부터 k = 5까지 반복 (r2 = r1 + k % n + v[k - 1])
        //
        // r1 = 2786190137, 3204727651, 4173325571, 1979226628, 401983366
        // r2 = 2786190139, 3204727655, 4173325577, 1979226636, 401983376
        //
        // seeds = {3350727907, 3188173515, 3204727655, 4173325577, 1979226636,
        //           401983376, 3591037797, 2811627722, 1652921976, 2219536532}
        //
        // k = 6부터 k = 9까지의 반복 (r2 = r1 + k % n)
        //
        // r1 = 2718637909, 1378394210, 2297813071, 1608643617
        // r2 = 2718637915, 1378394217, 2297813079, 1608643626
        //
        // seeds = { 434154821, 1191019290, 3237041891, 1256752498, 4277039715,
        //          2010627002, 2718637915, 1378394217, 2297813079, 1608643626}
        //
        auto begin_mod = [first, n](std::uint32_t u) -> decltype(*first)&
        {
            return first[u % n]; // 즉, begin[x]는 n 모듈로 연산이 적용됩니다
        };
        auto T = [](std::uint32_t x) { return x ^ (x >> 27); };
        for (std::uint32_t k = 0, r1, r2; k < m; ++k)
        {
            r1 = 1664525 * T(begin_mod(k) ^ begin_mod(k + p) ^ begin_mod(k - 1));
            r2 = (k == 0) ? r1 + s
               : (k <= s) ? r1 + k % n + v[k - 1]
               :            r1 + k % n;
            begin_mod(k + p) += r1;
            begin_mod(k + q) += r2;
            begin_mod(k) = r2;
        }
        //
        // Step 3
        // k = 10부터 k = 19까지의 반복, ^=를 사용하여 출력 수정
        //
        // r1 = 1615303485, 3210438310, 893477041, 2884072672, 1918321961,
        // r2 = 1615303485, 3210438309, 893477039, 2884072669, 1918321957
        //
        // seeds = { 303093272, 3210438309,  893477039, 2884072669, 1918321957,
        //          1117182731, 1772877958, 2669970405, 3182737656, 4094066935}
        //
        // r1 =  423054846, 46783064, 3904109085, 1534123446, 1495905687
        // r2 =  423054841, 46783058, 3904109078, 1534123438, 1495905678
        //
        // seeds = { 4204997637, 4246533866, 1856049002, 1129615051, 690460811,
        //           1075771511,   46783058, 3904109078, 1534123438, 1495905678}
        //
        for (std::uint32_t k = m, r3, r4; k < m + n; ++k)
        {
            r3 = 1566083941 * T(begin_mod(k) + begin_mod(k + p) + begin_mod(k - 1));
            r4 = r3 - k % n;
            begin_mod(k+p) ^= r3;
            begin_mod(k+q) ^= r4;
            begin_mod(k) = r4;
        }
    }
};
int main()
{
    const auto input = std::initializer_list<std::uint32_t>{1, 2, 3, 4, 5};
    const auto output_size = 10;
    // std 버전의 seed_seq 사용
    std::seed_seq seq(input);
    std::vector<std::uint32_t> seeds(output_size);
    seq.generate(seeds.begin(), seeds.end());
    for (const std::uint32_t n : seeds)
        std::cout << n << '\n';
    // 사용자 정의 버전의 seed_seq 사용
    seed_seq seq2(input);
    std::vector<std::uint32_t> seeds2(output_size);
    seq2.generate(seeds2.begin(), seeds2.end());
    assert(seeds == seeds2);
}

출력:

4204997637
4246533866
1856049002
1129615051
690460811
1075771511
46783058
3904109078
1534123438
1495905678

결함 보고서

다음 동작 변경 결함 보고서는 이전에 게시된 C++ 표준에 소급 적용되었습니다.

DR 적용 대상 게시된 동작 올바른 동작
LWG 2180 C++11 seed_seq::generate 는 예외를 발생시키지 않음 예외를 발생시킬 수 있음