src/lib/random.slate

   1 streams addPrototype: #RandomStream derivedFrom: {PositionableReadStream}.
   2 "Answers a series of pseudo-random positive SmallIntegers across the entire
   3 value range. It is very fast and has an extremely long period (2^19937-1).
   4 Based off the Mersenne Twister code in C at:
   5  http://www.math.keio.ac.jp/~matumoto/emt.html"
   6 RandomStream addSlot: #state valued: (Array newSize: 624).
   7 "This array is used for the calculations and works as a kind of history buffer.
   8 The particular size of the array corresponds to / is determined by the
   9 desired range of the outputs. See the website for particulars when porting."
  10
  11 rs@(RandomStream traits) collectionType
  12 [
  13   rs state
  14 ].
  15
  16 rs@(RandomStream traits) newSeed: seed
  17 [(rs clone `setting: #{#state. #readLimit}
  18      to: {rs state newSameSize. rs state size}) `>> [seed := seed. ]].
  19
  20 rs@(RandomStream traits) new
  21 [rs newSeed: lobby ticksSinceEpoch].
  22
  23 rs@(RandomStream traits) next
  24 [| tmp pos |
  25   (pos := rs position) >= rs readLimit ifTrue:
  26     [rs refill.
  27      pos := 0].
  28   rs position := pos + 1.
  29   (tmp := rs state at: pos)
  30     bitXor:
  31       ((tmp bitShift: -11)
  32          bitXor:
  33            (((tmp bitShift: 7) bitAnd: 16r9D2C5680)
  34               bitXor:
  35                 (((tmp bitShift: 15) bitAnd: 16rEFC60000)
  36                    bitXor:
  37                      (tmp bitShift: -18))))
  38 ].
  39
  40 rs@(RandomStream traits) seed: seed
  41 [| state |
  42   state := rs state.
  43   seed := seed bitAnd: 16rFFFFFFFF.
  44   state at: 0 := seed.
  45   1 below: state size do:
  46     [| :index |
  47      seed := 69069 * seed bitAnd: 16rFFFFFFFF.
  48      state at: index := seed].
  49   rs position := rs readLimit
  50 ].
  51
  52 rs@(RandomStream traits) refill
  53 [| state tmp |
  54   state := rs state.
  55   0 below: state size - 397
  56     do: [| :index |
  57          tmp :=
  58            ((state at: index) bitAnd: 16r80000000)
  59              bitOr:
  60                ((state at: index + 1) bitAnd: 16r7FFFFFFF).
  61          state at: index :=
  62            (state at: index + 397)
  63              bitXor:
  64                ((tmp bitShift: -1)
  65                   bitXor:
  66                     ((16r100000000 - (tmp bitAnd: 1)) bitAnd: 16r9908B0DF))].
  67   state size - 397 below: state size - 1 do:
  68     [| :index |
  69      tmp :=
  70        ((state at: index) bitAnd: 16r80000000)
  71          bitOr:
  72            ((state at: index + 1) bitAnd: 16r7FFFFFFF).
  73      state at: index :=
  74        (state at: index + 397 - state size)
  75          bitXor:
  76            ((tmp bitShift: -1)
  77               bitXor:
  78                 ((16r100000000 - (tmp bitAnd: 1)) bitAnd: 16r9908B0DF))].
  79   tmp :=
  80     ((state at: 0) bitAnd: 16r80000000)
  81       bitOr:
  82         ((state at: 1) bitAnd: 16r7FFFFFFF).
  83   state at: state size - 1 :=
  84     (state at: 397 - 1)
  85       bitXor:
  86         ((tmp bitShift: -1)
  87            bitXor:
  88              ((16r100000000 - (tmp bitAnd: 1)) bitAnd: 16r9908B0DF)).
  89   rs position := 0
  90 ].
  91
  92 SmallInteger traits addImmutableSlot: #Randomizer valued:
  93   (RandomStream newSeed: Cloneable clone hash).
  94 "TODO: seed with an actual random source, e.g. time values."
  95 "TODO: make this non-global and yet persistable."
  96
  97 i@(SmallInteger traits) atRandom
  98 [
  99   i Randomizer next mod: i
 100 ].
 101
 102 i@(Integer traits) atRandom
 103 [
 104   i Randomizer next
 105 ].