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(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   while (value >= mt19937_gen.max() - mt19937_gen.max() % range) {
  46     value = mt19937_gen();
  47   }
  48   return value % range + min;
  49 }
  50
  51 double uniform_real(double min, double max)
  52 {
  53   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  54     std::uniform_real_distribution<> dist(min, max);
  55     return dist(mt19937_gen);
  56     }
  57
  58   // This reuses Boost's uniform real distribution ideas
  59   unsigned long numerator = mt19937_gen() - mt19937_gen.min();
  60   unsigned long divisor   = mt19937_gen.max() - mt19937_gen.min();
  61   return min + (max - min) * numerator / divisor;
  62 }
  63
  64 double exponential(double lambda)
  65 {
  66   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  67     std::exponential_distribution<> dist(lambda);
  68     return dist(mt19937_gen);
  69     }
  70
  71   return -1 / lambda * log(uniform_real(0, 1));
  72 }
  73
  74 double normal(double mean, double sd)
  75 {
  76   if (rng_implem == XBT_RNG_std) {
  77     std::normal_distribution<> dist(mean, sd);
  78     return dist(mt19937_gen);
  79   }
  80
  81   double u1 = 0;
  82   while (u1 < std::numeric_limits<double>::min()) {
  83     u1 = uniform_real(0, 1);
  84   }
  85   double u2 = uniform_real(0, 1);
  86   double z0 = sqrt(-2.0 * log(u1)) * cos(2 * M_PI * u2);
  87   return z0 * sd + mean;
  88 }
  89
  90 } // namespace random
  91 } // namespace xbt
  92 } // namespace simgrid