src/xbt/random.cpp

   1 /* Copyright (c) 2019. 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(range > 0, "Overflow in the uniform integer distribution, please use a smaller range.");
  42   xbt_assert(
  43       min <= max,
  44       "The maximum value for the uniform integer distribution must be greater than or equal to the minimum value");
  45   return value % range + min;
  46 }
  47
  48 double uniform_real(double min, double max)
  49 {
  50   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  51     std::uniform_real_distribution<> dist(min, max);
  52     return dist(mt19937_gen);
  53     }
  54
  55   // This reuses Boost's uniform real distribution ideas
  56   unsigned long numerator = mt19937_gen() - mt19937_gen.min();
  57   unsigned long divisor   = mt19937_gen.max() - mt19937_gen.min();
  58   return min + (max - min) * numerator / divisor;
  59 }
  60
  61 double exponential(double lambda)
  62 {
  63   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  64     std::exponential_distribution<> dist(lambda);
  65     return dist(mt19937_gen);
  66     }
  67
  68   return -1 / lambda * log(uniform_real(0, 1));
  69 }
  70
  71 double normal(double mean, double sd)
  72 {
  73   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  74     std::normal_distribution<> dist(mean, sd);
  75     return dist(mt19937_gen);
  76   }
  77
  78   double u1 = 0;
  79   while (u1 < std::numeric_limits<double>::min()) {
  80     u1 = uniform_real(0, 1);
  81   }
  82   double u2 = uniform_real(0, 1);
  83   double z0 = sqrt(-2.0 * log(u1)) * cos(2 * M_PI * u2);
  84   return z0 * sd + mean;
  85 }
  86
  87 } // namespace random
  88 } // namespace xbt
  89 } // namespace simgrid