Xorshift128

Xorshift.cs

/// <summary>
/// System.Random と同じような感じで使える Xorshift
/// </summary>
class Xorshift
{
    ulong x = 123456789, y = 362436069, z = 521288629, w;

    /// <summary>
    /// マジックナンバーによる固定のシード値を使用して、 Xorshift インスタンスを初期化します
    /// </summary>
    /// <param name="seed">指定したシード値を使用して、 Xorshift インスタンスを初期化します</param>
    public Xorshift(ulong seed = 88675123)
    {
        w = seed;

        // 適度に読み飛ばす
        for (var i = 0; i < 32; i++) xor128();
    }

    /// <summary>
    /// 0 以上の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public ulong NextUlong()
    {
        return xor128();
    }

    /// <summary>
    /// 指定した最大値より小さい 0 以上の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <param name="max">最大値</param>
    /// <returns></returns>
    public ulong NextUlong(ulong max)
    {
        var raw = xor128();
        if (max == 0) return 0;
        return raw % max;
    }

    /// <summary>
    /// 指定した範囲内の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <param name="min">最小値</param>
    /// <param name="max">最大値</param>
    /// <returns></returns>
    public ulong NextUlong(ulong min, ulong max)
    {
        var raw = xor128();
        if (max - min == 0) return min;
        return raw % (max - min);
    }

    /// <summary>
    /// 0 以上の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public int Next()
    {
        var raw = xor128();
        return (int)(raw % int.MaxValue);
    }

    /// <summary>
    /// 指定した最大値より小さい 0 以上の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <param name="max">最大値</param>
    /// <returns></returns>
    public int Next(int max)
    {
        if (max == 0) return 0;
        var raw = xor128();
        return (int)(raw % (uint)max);
    }

    /// <summary>
    /// 指定した範囲内の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <param name="min">最小値</param>
    /// <param name="max">最大値</param>
    /// <returns></returns>
    public int Next(int min, int max)
    {
        if (max == 0) return 0;
        var raw = xor128();
        return (int)(raw % (uint)(max - min));
    }

    /// <summary>
    /// 0.0 と 1.0 の間の乱数を返します
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public double NextDouble()
    {
        var raw = xor128();
        return (double)raw / ulong.MaxValue;
    }

    private ulong xor128()
    {
        ulong t = x ^ (x << 11);
        x = y; y = z; z = w;
        return w = (w ^ (w >> 19)) ^ (t ^ (t >> 8));
    }
}