C ++中用于skipList的随机数生成器

Question

我想要一个随机数生成器来实现跳过列表，并得到以下逻辑。 我可以解释一下如何生成随机数。 我看到使用按位运算符，但无法理解逻辑。

#include <stdint.h>
#include <iostream>
using namespace std;
typedef unsigned int          uint32_t;
typedef unsigned long long    uint64_t;

class Random {
 private:
  uint32_t seed_;
 public:
  explicit Random(uint32_t s) : seed_(s & 0x7fffffffu) {
    // Avoid bad seeds.
    if (seed_ == 0 || seed_ == 2147483647L) {
      seed_ = 1;
    }
  }
  uint32_t Next() {
    static const uint32_t M = 2147483647L;   // 2^31-1
    static const uint64_t A = 16807;  // bits 14, 8, 7, 5, 2, 1, 0
    uint64_t product = seed_ * A;

    seed_ = static_cast<uint32_t>((product >> 31) + (product & M));

    if (seed_ > M) {
      seed_ -= M;
    }
    return seed_;
  }

};



int main()
{
    Random rnd_(0xdeadbeef);
    int i = 10;
    while(i)
    {

        cout << rnd_.Next() << "\n";
        i--;
    }
    return 0;
}

Answer 1

tl; dr

它需要一个长数字（最大为64位（十进制的二进制等效项）），分为两个32位长的数字，然后将前半部分与后半部分相加。 相应的十进制数是如果起始号码是12345，我们希望通过4 ^个十进制空间分割它，我们就数分成1和2345，并添加了两下，生产2346。

---

唯一的工作似乎在这里：

 seed_ = static_cast<uint32_t>((product >> 31) + (product & M));

所做的是右移（除以2 ³¹ ）乘积并加上M的第一个字节。

因此，如果种子为1957983907，则乘积为（16807 * 1957983907 = 32907835524949），即111011110110111111110011110110001100011101010101（64位数字，可以分解为两个（32位长）部分）

00000000000000000001110111101101
11110011110110001100011101010101

），将其左移31会得到11101111011011（上述数字的“顶部”两个字节。）

然后，您执行（产品＆M），并给出以下内容（顶部为产品，底部为M）：

00000000000000000001110111101101 11110011110110001100011101010101
00000000000000000000000000000000 11111111111111111111111111111111

它通过两个数字，逐位，做一个add在每个，它获取M（11110011110110001100011101010101），其等于4091070293的第二个一半。

然后，将两者相加，确保它适合32位长的数字，如果没有，则将其包装。