kopia lustrzana https://github.com/Dsplib/libdspl-2.0
734 wiersze
26 KiB
C
734 wiersze
26 KiB
C
/*
|
||
* Copyright (c) 2015-2019 Sergey Bakhurin
|
||
* Digital Signal Processing Library [http://dsplib.org]
|
||
*
|
||
* This file is part of libdspl-2.0.
|
||
*
|
||
* is free software: you can redistribute it and/or modify
|
||
* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
|
||
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
|
||
* (at your option) any later version.
|
||
*
|
||
* DSPL is distributed in the hope that it will be useful,
|
||
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
|
||
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
|
||
* GNU General Public License for more details.
|
||
*
|
||
* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
|
||
* along with Foobar. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
|
||
*/
|
||
|
||
|
||
#include <stdlib.h>
|
||
#include <math.h>
|
||
#include <time.h>
|
||
|
||
#include "dspl.h"
|
||
#include "dspl_internal.h"
|
||
#include "mt19937.h"
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int random_init(random_t* prnd, int type, void* seed)
|
||
\brief Pseudorandom numbers generators initialization.
|
||
|
||
\param[in,out] prnd
|
||
Pointer to the pseudorandom generators parameters and state vectors.\n\n
|
||
|
||
\param[in] type
|
||
Pseudorandom generator algorithm:
|
||
\verbatim
|
||
RAND_TYPE_MRG32K3A - 32-bits MRG32K3A generator
|
||
RAND_TYPE_MT19937 - 64-bits MT19937-64 generator
|
||
\endverbatim
|
||
|
||
\param[in] seed
|
||
Pointer to the generator start initialization. \n
|
||
Type of this pointer is `void*` because different generators are using
|
||
different initial values. For example, if we initialize the MRG32K3A generator,
|
||
then the `type` parameter is specified as` RAND_TYPE_MRG32K3A`, and `seed`
|
||
converts to `double` pointer:
|
||
\code
|
||
random_t rnd = {0};
|
||
double seed = 1234.0;
|
||
random_init(&rnd, RAND_TYPE_MRG32K3A, (void*)&seed);
|
||
\endcode
|
||
For 64-bits Mersenne Twister pseudorandom number generator
|
||
(`type` sets as `RAND_TYPE_MT19937`), `seed` converts to the
|
||
`unsigned long long` pointer:
|
||
\code
|
||
random_t rnd = {0};
|
||
unsigned long long seed = 1234353456;
|
||
random_init(&rnd, RAND_TYPE_MT19937, (void*)&seed);
|
||
\endcode
|
||
Pseudorandom numbers will be repeated each program restart
|
||
if `seed` value is the same.\n
|
||
The `seed` pointer can be `NULL`. Pseudorandom generators will be initialized
|
||
by pseudorandom numbers in this case and program will generate different
|
||
pseudorandom numbers each restart.
|
||
|
||
\author Sergey Bakhurin. www.dsplib.org
|
||
**************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int random_init(random_t* prnd, int type, void* seed)
|
||
\brief Инициализация датчиков псевдослучайных чисел.
|
||
|
||
\param[in,out] prnd
|
||
Указатель на структуру параметров и векторов состояния
|
||
датчиков псевдослучайных чисел, которая будет инициализирована. \n\n
|
||
|
||
\param[in] type
|
||
Тип датчика псевдослучайных чисел:
|
||
\verbatim
|
||
RAND_TYPE_MRG32K3A - 32-битный датчик MRG32K3A
|
||
RAND_TYPE_MT19937 - 64-битный датчик MT19937-64
|
||
\endverbatim
|
||
|
||
\param[in] seed
|
||
Указатель на начальную инициализацию датчика. \n
|
||
Данный указатель имеет тип `void*`, поскольку параметр инициализации
|
||
зависит от типа датчика. Например если инициализируем датчик MRG32K3A,
|
||
т.е. параметр `type` задан как `RAND_TYPE_MRG32K3A`, то данный указатель
|
||
приводится к типу `double`:
|
||
\code
|
||
random_t rnd = {0};
|
||
double seed = 1234.0;
|
||
random_init(&rnd, RAND_TYPE_MRG32K3A, (void*)&seed);
|
||
\endcode
|
||
Если же используется 64-битный датчик Вихрь Мерсенна
|
||
(`type` задан как `RAND_TYPE_MT19937`), то `seed` приводится к типу
|
||
`unsigned long long`:
|
||
\code
|
||
random_t rnd = {0};
|
||
unsigned long long seed = 1234353456;
|
||
random_init(&rnd, RAND_TYPE_MT19937, (void*)&seed);
|
||
\endcode
|
||
При фиксированном начальном значении датчика, псевдослучайные числа будут
|
||
повторяться при каждом запуске программы. \n
|
||
Указатель `seed` может быть `NULL`. В этом случае начальная инициализация
|
||
датчиков будет задаваться случайными значениями и генерируемые псевдослучайные
|
||
числа будут различными при каждом запуске программы.
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
**************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API random_init(random_t* prnd, int type, void* seed)
|
||
{
|
||
srand(time(NULL));
|
||
|
||
if(!prnd)
|
||
return RES_OK;
|
||
|
||
switch(type)
|
||
{
|
||
case RAND_TYPE_MRG32K3A:
|
||
/* MRG32k3a init */
|
||
prnd->mrg32k3a_x[0] = prnd->mrg32k3a_x[1] = 1.0;
|
||
prnd->mrg32k3a_y[0] = prnd->mrg32k3a_y[1] =
|
||
prnd->mrg32k3a_y[2] = 1.0;
|
||
if(seed)
|
||
prnd->mrg32k3a_x[2] = *((double*)seed);
|
||
else
|
||
prnd->mrg32k3a_x[2] = (double) rand() * rand();
|
||
break;
|
||
case RAND_TYPE_MT19937:
|
||
if(seed)
|
||
mt19937_init_genrand64(*((unsigned long long*)seed), prnd);
|
||
else
|
||
mt19937_init_genrand64((unsigned long long)rand()*rand(), prnd);
|
||
break;
|
||
default:
|
||
return ERROR_RAND_TYPE;
|
||
}
|
||
prnd->type = type;
|
||
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randb(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
\brief Binary unipolar [0, 1] pseudorandom vector.
|
||
|
||
The function generates a unipolar pseudo-random vector,
|
||
each element of which takes an equally probable value of 0 or 1
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Pointer to the unipolar pseudo-random vector. \n
|
||
Vector size is `[n x 1]`. \n
|
||
Memory must be allocated. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Size of vector `x`. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Pointer to the `random_t` structure. \n
|
||
The structure must be pre-filled with the \ref random_init function. \n
|
||
This pointer can be `NULL`, then it will be used
|
||
built-in pseudorandom generator defined by the C language standard.
|
||
However, this mode is not recommended,
|
||
for example in cryptography and other tasks.
|
||
There is no guarantee of the quality of the pseudorandom numbers produced if
|
||
the `prnd` parameter is set to` NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- if pseudorandom vector is calculated successfully. \n
|
||
Else \ref ERROR_CODE_GROUP "code error".
|
||
|
||
Example:
|
||
|
||
\include randb_test.c
|
||
|
||
Program genrates unipolar [0, 1] and bipolar[-1, 1] pseudorandom binary vectors.
|
||
|
||
As a result of the program run, you can see the graph:
|
||
\image html randb_test.png
|
||
|
||
\author Sergey Bakhurin. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randb(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
\brief Генерация бинарного униполярного [0, 1] псевдослучайного вектора
|
||
|
||
Функция генерирует униполярный псевдослучайный вектор,
|
||
каждый элемент которого принимает равновероятное значение 0 или 1.
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Указатель на вектор случайных бинарных чисел. \n
|
||
Размер вектора `[n x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Размер вектора `x`. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
|
||
псевдослучайных чисел. \n
|
||
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
|
||
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
|
||
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
|
||
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
|
||
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
|
||
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- вектор целых псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
|
||
|
||
Пример использования функции:
|
||
|
||
\include randb_test.c
|
||
|
||
Программа рассчитывает униполярный [0, 1] и биполярный [-1, 1] бинарные
|
||
псевдослучайные векторы.
|
||
|
||
В результате выполнения программы можно увидеть график:
|
||
\image html randb_test.png
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API randb(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
double z[RAND_BUFSIZE];
|
||
int i, cnt, err;
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n < 1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
cnt = 0;
|
||
while(cnt < n)
|
||
{
|
||
i = cnt % RAND_BUFSIZE;
|
||
if(!i)
|
||
{
|
||
err = randu(z, RAND_BUFSIZE, prnd);
|
||
if(err != RES_OK)
|
||
return err;
|
||
}
|
||
x[cnt] = z[i] > 0.5 ? 1.0 : 0.0;
|
||
cnt++;
|
||
}
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randb2(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
\brief Binary bipolar [-1, 1] pseudorandom vector.
|
||
|
||
The function generates a unipolar pseudo-random vector,
|
||
each element of which takes an equally probable value of -1 or 1
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Pointer to the bipolar pseudorandom vector. \n
|
||
Vector size is `[n x 1]`. \n
|
||
Memory must be allocated. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Size of vector `x`. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Pointer to the `random_t` structure. \n
|
||
The structure must be pre-filled with the \ref random_init function. \n
|
||
This pointer can be `NULL`, then it will be used
|
||
built-in pseudorandom generator defined by the C language standard.
|
||
However, this mode is not recommended,
|
||
for example in cryptography and other tasks.
|
||
There is no guarantee of the quality of the pseudorandom numbers produced if
|
||
the `prnd` parameter is set to` NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- if pseudorandom vector is calculated successfully. \n
|
||
Else \ref ERROR_CODE_GROUP "code error".
|
||
|
||
Example:
|
||
|
||
\include randb_test.c
|
||
|
||
Program genrates unipolar [0, 1] and bipolar[-1, 1] pseudorandom binary vectors.
|
||
|
||
As a result of the program run, you can see the graph:
|
||
\image html randb_test.png
|
||
|
||
\author Sergey Bakhurin. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randb2(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
\brief Генерация бинарного биполярного [-1, 1] псевдослучайного вектора
|
||
|
||
Функция генерирует биполярный псевдослучайный вектор,
|
||
каждый элемент которого принимает равновероятное значение -1 или 1.
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Указатель на вектор случайных бинарных чисел. \n
|
||
Размер вектора `[n x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Размер вектора `x`. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
|
||
псевдослучайных чисел. \n
|
||
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
|
||
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
|
||
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
|
||
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
|
||
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
|
||
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- вектор целых псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
|
||
|
||
Пример использования функции:
|
||
|
||
\include randb_test.c
|
||
|
||
Программа рассчитывает униполярный [0, 1] и биполярный [-1, 1] бинарные
|
||
псевдослучайные векторы.
|
||
|
||
В результате выполнения программы можно увидеть график:
|
||
\image html randb_test.png
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API randb2(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
double z[RAND_BUFSIZE];
|
||
int i, cnt, err;
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n < 1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
cnt = 0;
|
||
while(cnt < n)
|
||
{
|
||
i = cnt % RAND_BUFSIZE;
|
||
if(!i)
|
||
{
|
||
err = randu(z, RAND_BUFSIZE, prnd);
|
||
if(err != RES_OK)
|
||
return err;
|
||
}
|
||
x[cnt] = z[i] > 0.5 ? 1.0 : -1.0;
|
||
cnt++;
|
||
}
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
|
||
#endif
|
||
int randu_mrg32k3a (double* u, int n, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
|
||
if(!u || !prnd)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n < 1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
|
||
long z;
|
||
double xn, yn, *x, *y;
|
||
int k;
|
||
|
||
x = prnd->mrg32k3a_x;
|
||
y = prnd->mrg32k3a_y;
|
||
for(k = 0; k < n; k++)
|
||
{
|
||
/* Component x[n] */
|
||
xn = MRG32K3A_A12 * x[1] - MRG32K3A_A13 * x[2];
|
||
|
||
z = (long)(xn / MRG32K3A_M1);
|
||
xn -= (double)z * MRG32K3A_M1;
|
||
if (xn < 0.0)
|
||
xn += MRG32K3A_M1;
|
||
|
||
x[2] = x[1];
|
||
x[1] = x[0];
|
||
x[0] = xn;
|
||
|
||
/* Component y[n] */
|
||
yn = MRG32K3A_A21 * y[0] - MRG32K3A_A23 * y[2];
|
||
z = (long)(yn / MRG32K3A_M2);
|
||
yn -= (double)z * MRG32K3A_M2;
|
||
if (yn < 0.0)
|
||
yn += MRG32K3A_M2;
|
||
|
||
y[2] = y[1];
|
||
y[1] = y[0];
|
||
y[0] = yn;
|
||
|
||
/* Combination */
|
||
u[k] = (xn <= yn) ? ((xn - yn + MRG32K3A_M1) * MRG32K3A_NORM):
|
||
(xn - yn) * MRG32K3A_NORM;
|
||
}
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randi(int* x, int n, int start, int stop, random_t* prnd)
|
||
\brief Генерация целочисленного вектора равномерно
|
||
распределенных псевдослучайных чисел.
|
||
|
||
Функция генерирует псевдослучайный вектор целых чисел в диапазоне от `start`
|
||
до `stop` включительно.
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Указатель на вектор случайных чисел. \n
|
||
Размер вектора `[n x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Размер вектора `x`. \n\n
|
||
|
||
\param[in] start
|
||
Начало диапазона целых чисел. \n\n
|
||
|
||
\param[in] stop
|
||
Конец диапазона целых чисел. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
|
||
псевдослучайных чисел. \n
|
||
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
|
||
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
|
||
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
|
||
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
|
||
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
|
||
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- вектор целых псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
|
||
|
||
Пример использования функции:
|
||
|
||
\include randi_test.c
|
||
|
||
Программа рассчитывает целочисленный вектор
|
||
псевдослучайных чисел в диапазоне [-4, 3].
|
||
|
||
В результате выполнения программы можно увидеть график:
|
||
\image html randi_test.png
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API randi(int* x, int n, int start, int stop, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
double z[RAND_BUFSIZE];
|
||
double dx;
|
||
int i, cnt, err;
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n < 1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
|
||
dx = (double)stop - (double)start;
|
||
cnt = 0;
|
||
while(cnt < n)
|
||
{
|
||
i = cnt % RAND_BUFSIZE;
|
||
if(!i)
|
||
{
|
||
err = randu(z, RAND_BUFSIZE, prnd);
|
||
if(err != RES_OK)
|
||
return err;
|
||
}
|
||
x[cnt] = start + (int)round(z[i] * dx);
|
||
cnt++;
|
||
}
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randn(double* x, int n, double mu, double sigma, random_t* prnd)
|
||
\brief Генерация вектора нормально распределенных псевдослучайных чисел.
|
||
|
||
Функция использует преобразование Бокса-Мюллера для приведения
|
||
равномерно-распределенных псевдослучайных чисел к нормальному распределению
|
||
с математическим ожиданием \f$\mu\f$ и среднеквадратическим
|
||
отклонением \f$\sigma\f$.
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Указатель на вектор случайных чисел. \n
|
||
Размер вектора `[n x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Размер вектора случайных чисел. \n\n
|
||
|
||
\param[in] mu
|
||
Математическое ожидание \f$\mu\f$. \n\n
|
||
|
||
|
||
\param[in] sigma
|
||
Среднеквадратическое отклонение \f$\sigma\f$. \n
|
||
Дисперсия сгенерированных чисел равна \f$\sigma^2\f$. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
|
||
псевдослучайных чисел. \n
|
||
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
|
||
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
|
||
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
|
||
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
|
||
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
|
||
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- вектор нормально распределенных
|
||
псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
|
||
|
||
Пример использования функции:
|
||
|
||
\include randn_test.c
|
||
|
||
Программа рассчитывает независимые векторы нормально распределенных
|
||
псевдослучайных чисел, \f$\mu = 0\f$ и \f$\sigma=1\f$.
|
||
|
||
В результате выполнения программы можно увидеть график:
|
||
\image html randn_test.png
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API randn(double* x, int n, double mu, double sigma, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
int k, m;
|
||
double x1[RAND_BUFSIZE], x2[RAND_BUFSIZE];
|
||
int res;
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
|
||
if(n<1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
|
||
if(sigma < 0.0)
|
||
return ERROR_RAND_SIGMA;
|
||
|
||
k=0;
|
||
while(k < n)
|
||
{
|
||
if((res = randu(x1, RAND_BUFSIZE, prnd)) != RES_OK)
|
||
goto exit_label;
|
||
if((res = randu(x2, RAND_BUFSIZE, prnd)) != RES_OK)
|
||
goto exit_label;
|
||
m = 0;
|
||
while(k < n && m < RAND_BUFSIZE)
|
||
{
|
||
if(x1[m] != 0.0)
|
||
{
|
||
x[k] = sqrt(-2.0*log(x1[m]))*cos(M_2PI*x2[m])*sigma + mu;
|
||
k++;
|
||
m++;
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
res = RES_OK;
|
||
exit_label:
|
||
return res;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
|
||
#ifdef DOXYGEN_ENGLISH
|
||
|
||
#endif
|
||
#ifdef DOXYGEN_RUSSIAN
|
||
/*! ****************************************************************************
|
||
\ingroup SPEC_MATH_RAND_GEN_GROUP
|
||
\fn int randu(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
\brief Генерация вектора равномерно-распределенных в интервале
|
||
от 0 до 1 псевдослучайных чисел.
|
||
|
||
\param[in,out] x
|
||
Указатель на вектор случайных чисел. \n
|
||
Размер вектора `[n x 1]`. \n
|
||
Память должна быть выделена. \n\n
|
||
|
||
\param[in] n
|
||
Размер вектора случайных чисел. \n\n
|
||
|
||
\param[in] prnd
|
||
Указатель на структуру `random_t` параметров датчиков
|
||
псевдослучайных чисел. \n
|
||
Структура должна быть предварительно заполнена функцией \ref random_init. \n
|
||
Данный указатель может быть `NULL`, тогда будет использоваться
|
||
встроенный датчик, определенный стандартом языка Си. Однако для серьезных нужд,
|
||
например в криптографии, данный режим использовать не рекомендуется.
|
||
Нет гарантии в качестве произведенной случайной последовательности если
|
||
параметр `prnd` задан как `NULL`. \n\n
|
||
|
||
\return
|
||
`RES_OK` --- вектор равномерно-распределенных
|
||
псевдослучайных чисел рассчитан успешно. \n
|
||
В противном случае \ref ERROR_CODE_GROUP "код ошибки".
|
||
|
||
Пример использования функции с различными датчиками псевдослучайных чисел
|
||
приведен в следующем листинге:
|
||
|
||
\include randu_test.c
|
||
|
||
Программа рассчитывает независимые векторы равномерно-распределенных
|
||
от 0 до 1 псевдослучайных чисел и выводит их на график для трех различных
|
||
датчиков: MRG32K3A, MT19937-64 и встроенный датчик, определенный
|
||
стандартом языка Си.
|
||
|
||
В результате выполнения программы можно увидеть график:
|
||
|
||
\image html randu_test.png
|
||
|
||
Однако при детальном исследовании датчиков, можно обнаружить, что встроенный
|
||
датчик, определенный стандартом языка Си,
|
||
выдает значения на фиксированной сетке.
|
||
|
||
Чтобы проверить это можно выполнить следующую программу:
|
||
|
||
\include randu_accuracy_test.c
|
||
|
||
Данная программа аккумулирует только значения датчиков в интервале
|
||
от 0 до 0.001 и выводит их на график:
|
||
|
||
\image html randu_acc_test.png
|
||
|
||
Из графика хорошо видно, что данные встроенного датчика выдаются на
|
||
равноотстоящей сетке значений, в отличии от датчиков MRG32K3A и MT19937-64,
|
||
которые сохранили псевдослучайный характер.
|
||
|
||
\author Бахурин Сергей. www.dsplib.org
|
||
***************************************************************************** */
|
||
#endif
|
||
int DSPL_API randu(double* x, int n, random_t* prnd)
|
||
{
|
||
int i;
|
||
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n < 0)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
|
||
if(prnd)
|
||
{
|
||
switch(prnd->type)
|
||
{
|
||
case RAND_TYPE_MRG32K3A:
|
||
return randu_mrg32k3a(x, n, prnd);
|
||
case RAND_TYPE_MT19937:
|
||
for(i = 0; i < n; i++)
|
||
x[i] = mt19937_genrand64_real1(prnd);
|
||
return RES_OK;
|
||
default:
|
||
return ERROR_RAND_TYPE;
|
||
}
|
||
}
|
||
else
|
||
{
|
||
if(!x)
|
||
return ERROR_PTR;
|
||
if(n<1)
|
||
return ERROR_SIZE;
|
||
for(i = 0; i < n; i++)
|
||
x[i] = (double)rand()/RAND_MAX;
|
||
}
|
||
|
||
return RES_OK;
|
||
}
|
||
|