src/xbt/random.cpp

   1 /* Copyright (c) 2019-2020. The SimGrid Team. All rights reserved.               */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "xbt/random.hpp"
   7 #include "xbt/asserts.h"
   8 #include <limits>
   9 #include <random>
  10
  11 namespace simgrid {
  12 namespace xbt {
  13 namespace random {
  14 enum xbt_random_implem { XBT_RNG_xbt, XBT_RNG_std };
  15 static xbt_random_implem rng_implem = XBT_RNG_xbt;
  16
  17 static std::mt19937 mt19937_gen;
  18
  19 void set_implem_xbt()
  20 {
  21   rng_implem = XBT_RNG_xbt;
  22 }
  23 void set_implem_std()
  24 {
  25   rng_implem = XBT_RNG_std;
  26 }
  27 void set_mersenne_seed(int seed)
  28 {
  29   mt19937_gen.seed(seed);
  30 }
  31
  32 int uniform_int(int min, int max)
  33 {
  34   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  35     std::uniform_int_distribution<> dist(min, max);
  36     return dist(mt19937_gen);
  37   }
  38
  39   unsigned long range  = max - min + 1;
  40   unsigned long value  = mt19937_gen();
  41   xbt_assert(min <= max,
  42              "The minimum value for the uniform integer distribution must not be greater than the maximum value");
  43   xbt_assert(range > 0, "Overflow in the uniform integer distribution, please use a smaller range.");
  44   while (value >= decltype(mt19937_gen)::max() - decltype(mt19937_gen)::max() % range) {
  45     value = mt19937_gen();
  46   }
  47   return value % range + min;
  48 }
  49
  50 double uniform_real(double min, double max)
  51 {
  52   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  53     std::uniform_real_distribution<> dist(min, max);
  54     return dist(mt19937_gen);
  55   }
  56
  57   // This reuses Boost's uniform real distribution ideas
  58   constexpr unsigned long divisor = decltype(mt19937_gen)::max() - decltype(mt19937_gen)::min();
  59   unsigned long numerator;
  60   do {
  61     numerator = mt19937_gen() - decltype(mt19937_gen)::min();
  62   } while (numerator == divisor);
  63   return min + (max - min) * numerator / divisor;
  64 }
  65
  66 double exponential(double lambda)
  67 {
  68   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  69     std::exponential_distribution<> dist(lambda);
  70     return dist(mt19937_gen);
  71   }
  72
  73   return -1.0 / lambda * log(uniform_real(0.0, 1.0));
  74 }
  75
  76 double normal(double mean, double sd)
  77 {
  78   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  79     std::normal_distribution<> dist(mean, sd);
  80     return dist(mt19937_gen);
  81   }
  82
  83   double u1 = 0.0;
  84   while (u1 < std::numeric_limits<double>::min()) {
  85     u1 = uniform_real(0.0, 1.0);
  86   }
  87   double u2 = uniform_real(0.0, 1.0);
  88   double z0 = sqrt(-2.0 * log(u1)) * cos(2.0 * M_PI * u2);
  89   return z0 * sd + mean;
  90 }
  91
  92 } // namespace random
  93 } // namespace xbt
  94 } // namespace simgrid