| 1 | /* boost random/shuffle_output.hpp header file | 
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| 3 |  * Copyright Jens Maurer 2000-2001 | 
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| 4 |  * Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See | 
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| 5 |  * accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at | 
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| 6 |  * http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt) | 
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| 8 |  * See http://www.boost.org for most recent version including documentation. | 
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| 10 |  * $Id: shuffle_output.hpp,v 1.9 2004/07/27 03:43:32 dgregor Exp $ | 
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| 12 |  * Revision history | 
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| 13 |  *  2001-02-18  moved to individual header files | 
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| 16 | #ifndef BOOST_RANDOM_SHUFFLE_OUTPUT_HPP | 
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| 17 | #define BOOST_RANDOM_SHUFFLE_OUTPUT_HPP | 
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| 19 | #include <iostream> | 
|---|
| 20 | #include <algorithm>     // std::copy | 
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| 21 | #include <cassert> | 
|---|
| 22 | #include <boost/config.hpp> | 
|---|
| 23 | #include <boost/limits.hpp> | 
|---|
| 24 | #include <boost/static_assert.hpp> | 
|---|
| 25 | #include <boost/cstdint.hpp> | 
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| 26 | #include <boost/random/linear_congruential.hpp> | 
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| 27 |  | 
|---|
| 28 | namespace boost { | 
|---|
| 29 | namespace random { | 
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| 31 | // Carter Bays and S.D. Durham 1979 | 
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| 32 | template<class UniformRandomNumberGenerator, int k, | 
|---|
| 33 | #ifndef BOOST_NO_DEPENDENT_TYPES_IN_TEMPLATE_VALUE_PARAMETERS | 
|---|
| 34 |   typename UniformRandomNumberGenerator::result_type  | 
|---|
| 35 | #else | 
|---|
| 36 |   uint32_t | 
|---|
| 37 | #endif | 
|---|
| 38 |   val = 0> | 
|---|
| 39 | class shuffle_output | 
|---|
| 40 | { | 
|---|
| 41 | public: | 
|---|
| 42 |   typedef UniformRandomNumberGenerator base_type; | 
|---|
| 43 |   typedef typename base_type::result_type result_type; | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 |   BOOST_STATIC_CONSTANT(bool, has_fixed_range = false); | 
|---|
| 46 |   BOOST_STATIC_CONSTANT(int, buffer_size = k); | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 |   shuffle_output() : _rng() { init(); } | 
|---|
| 49 | #if defined(BOOST_MSVC) && _MSC_VER <= 1200 | 
|---|
| 50 |   // MSVC does not implicitly generate the copy constructor here | 
|---|
| 51 |   shuffle_output(const shuffle_output & x) | 
|---|
| 52 |     : _rng(x._rng), y(x.y) { std::copy(x.v, x.v+k, v); } | 
|---|
| 53 | #endif | 
|---|
| 54 |   template<class T> | 
|---|
| 55 |   explicit shuffle_output(T seed) : _rng(seed) { init(); } | 
|---|
| 56 |   explicit shuffle_output(const base_type & rng) : _rng(rng) { init(); } | 
|---|
| 57 |   template<class It> shuffle_output(It& first, It last) | 
|---|
| 58 |     : _rng(first, last) { init(); } | 
|---|
| 59 |   void seed() { _rng.seed(); init(); } | 
|---|
| 60 |   template<class T> | 
|---|
| 61 |   void seed(T s) { _rng.seed(s); init(); } | 
|---|
| 62 |   template<class It> void seed(It& first, It last) | 
|---|
| 63 |   { | 
|---|
| 64 |     _rng.seed(first, last); | 
|---|
| 65 |     init(); | 
|---|
| 66 |   } | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 |   const base_type& base() const { return _rng; } | 
|---|
| 69 |  | 
|---|
| 70 |   result_type operator()() { | 
|---|
| 71 |     // calculating the range every time may seem wasteful.  However, this | 
|---|
| 72 |     // makes the information locally available for the optimizer. | 
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| 73 |     result_type range = (max)()-(min)()+1; | 
|---|
| 74 |     int j = k*(y-(min)())/range; | 
|---|
| 75 |     // assert(0 <= j && j < k); | 
|---|
| 76 |     y = v[j]; | 
|---|
| 77 |     v[j] = _rng(); | 
|---|
| 78 |     return y; | 
|---|
| 79 |   } | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 |   result_type min BOOST_PREVENT_MACRO_SUBSTITUTION () const { return (_rng.min)(); } | 
|---|
| 82 |   result_type max BOOST_PREVENT_MACRO_SUBSTITUTION () const { return (_rng.max)(); } | 
|---|
| 83 |   static bool validation(result_type x) { return val == x; } | 
|---|
| 84 |  | 
|---|
| 85 | #ifndef BOOST_NO_OPERATORS_IN_NAMESPACE | 
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| 86 |  | 
|---|
| 87 | #ifndef BOOST_NO_MEMBER_TEMPLATE_FRIENDS | 
|---|
| 88 |   template<class CharT, class Traits> | 
|---|
| 89 |   friend std::basic_ostream<CharT,Traits>& | 
|---|
| 90 |   operator<<(std::basic_ostream<CharT,Traits>& os, const shuffle_output& s) | 
|---|
| 91 |   { | 
|---|
| 92 |     os << s._rng << " " << s.y << " "; | 
|---|
| 93 |     for(int i = 0; i < s.buffer_size; ++i) | 
|---|
| 94 |       os << s.v[i] << " "; | 
|---|
| 95 |     return os; | 
|---|
| 96 |   } | 
|---|
| 97 |  | 
|---|
| 98 |   template<class CharT, class Traits> | 
|---|
| 99 |   friend std::basic_istream<CharT,Traits>& | 
|---|
| 100 |   operator>>(std::basic_istream<CharT,Traits>& is, shuffle_output& s) | 
|---|
| 101 |   { | 
|---|
| 102 |     is >> s._rng >> std::ws >> s.y >> std::ws; | 
|---|
| 103 |     for(int i = 0; i < s.buffer_size; ++i) | 
|---|
| 104 |       is >> s.v[i] >> std::ws; | 
|---|
| 105 |     return is; | 
|---|
| 106 |   } | 
|---|
| 107 | #endif | 
|---|
| 108 |  | 
|---|
| 109 |   friend bool operator==(const shuffle_output& x, const shuffle_output& y) | 
|---|
| 110 |   { return x._rng == y._rng && x.y == y.y && std::equal(x.v, x.v+k, y.v); } | 
|---|
| 111 |   friend bool operator!=(const shuffle_output& x, const shuffle_output& y) | 
|---|
| 112 |   { return !(x == y); } | 
|---|
| 113 | #else | 
|---|
| 114 |   // Use a member function; Streamable concept not supported. | 
|---|
| 115 |   bool operator==(const shuffle_output& rhs) const | 
|---|
| 116 |   { return _rng == rhs._rng && y == rhs.y && std::equal(v, v+k, rhs.v); } | 
|---|
| 117 |   bool operator!=(const shuffle_output& rhs) const | 
|---|
| 118 |   { return !(*this == rhs); } | 
|---|
| 119 | #endif | 
|---|
| 120 | private: | 
|---|
| 121 |   void init() | 
|---|
| 122 |   { | 
|---|
| 123 | #ifndef BOOST_NO_LIMITS_COMPILE_TIME_CONSTANTS | 
|---|
| 124 |     BOOST_STATIC_ASSERT(std::numeric_limits<result_type>::is_integer); | 
|---|
| 125 | #endif | 
|---|
| 126 |     result_type range = (max)()-(min)(); | 
|---|
| 127 |     assert(range > 0);      // otherwise there would be little choice | 
|---|
| 128 |     if(static_cast<unsigned long>(k * range) <  | 
|---|
| 129 |        static_cast<unsigned long>(range))  // not a sufficient condition | 
|---|
| 130 |       // likely overflow with bucket number computation | 
|---|
| 131 |       assert(!"overflow will occur"); | 
|---|
| 132 |  | 
|---|
| 133 |     // we cannot use std::generate, because it uses pass-by-value for _rng | 
|---|
| 134 |     for(result_type * p = v; p != v+k; ++p) | 
|---|
| 135 |       *p = _rng(); | 
|---|
| 136 |     y = _rng(); | 
|---|
| 137 |   } | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 |   base_type _rng; | 
|---|
| 140 |   result_type v[k]; | 
|---|
| 141 |   result_type y; | 
|---|
| 142 | }; | 
|---|
| 143 |  | 
|---|
| 144 | #ifndef BOOST_NO_INCLASS_MEMBER_INITIALIZATION | 
|---|
| 145 | //  A definition is required even for integral static constants | 
|---|
| 146 | template<class UniformRandomNumberGenerator, int k,  | 
|---|
| 147 | #ifndef BOOST_NO_DEPENDENT_TYPES_IN_TEMPLATE_VALUE_PARAMETERS | 
|---|
| 148 |   typename UniformRandomNumberGenerator::result_type  | 
|---|
| 149 | #else | 
|---|
| 150 |   uint32_t | 
|---|
| 151 | #endif | 
|---|
| 152 |   val> | 
|---|
| 153 | const bool shuffle_output<UniformRandomNumberGenerator, k, val>::has_fixed_range; | 
|---|
| 154 |  | 
|---|
| 155 | template<class UniformRandomNumberGenerator, int k,  | 
|---|
| 156 | #ifndef BOOST_NO_DEPENDENT_TYPES_IN_TEMPLATE_VALUE_PARAMETERS | 
|---|
| 157 |   typename UniformRandomNumberGenerator::result_type  | 
|---|
| 158 | #else | 
|---|
| 159 |   uint32_t | 
|---|
| 160 | #endif | 
|---|
| 161 |   val> | 
|---|
| 162 | const int shuffle_output<UniformRandomNumberGenerator, k, val>::buffer_size; | 
|---|
| 163 | #endif | 
|---|
| 164 |  | 
|---|
| 165 | } // namespace random | 
|---|
| 166 |  | 
|---|
| 167 | // validation by experiment from Harry Erwin's generator.h (private e-mail) | 
|---|
| 168 | typedef random::shuffle_output< | 
|---|
| 169 |     random::linear_congruential<uint32_t, 1366, 150889, 714025, 0>, | 
|---|
| 170 |   97, 139726> kreutzer1986; | 
|---|
| 171 |  | 
|---|
| 172 |  | 
|---|
| 173 | } // namespace boost | 
|---|
| 174 |  | 
|---|
| 175 | #endif // BOOST_RANDOM_SHUFFLE_OUTPUT_HPP | 
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