KISS (Zufallszahlengenerator)

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KISS ist ein Zufallszahlengenerator, der von George Marsaglia entwickelt wurde.[1]

Sein Name rührt vom KISS-Prinzip her, der Generator ist eine Kombination aus drei einfachen Zufallszahlengeneratoren:

Jeder dieser Generatoren für sich alleine besteht praktisch keine Tests auf Zufälligkeit. Die Kombination in Form des KISS-Generators besteht jedoch alle statistischen Tests aus dem BigCrush-Test der TestU01-Bibliothek.[2]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Periodenlänge:
    • > 2124 ≈ 2,1·1037 (32-Bit-Version)
    • > 2247 ≈ >1074 (64-Bit-Version)[3]
  • kleiner Zustandsvektor: 4 Werte zu je 32 oder 64 Bit
  • benutzt nur einfache Rechenoperationen: Shift, Addition, Multiplikation
  • einfache Implementierung

Implementierung in C[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

32 Bit 64 Bit
#include <stdint.h>

// interner Zustand
static uint32_t x = 123456789; // <- beliebige seed != 0
static uint32_t y = 362436000;
static uint32_t z = 521288629;
static uint32_t c = 7654321;

uint32_t KISS() {
   uint64_t t;

   // Linearer Kongruenzgenerator
   x = 69069 * x + 12345;

   // Xorshift
   y ^= y << 13;
   y ^= y >> 17;
   y ^= y << 5;

   // Multiply-with-carry
   t = 698769069ULL * z + c;
   c = t >> 32;
   z = (uint32_t) t;

   return x + y + z;
}
#include <stdint.h>

// interner Zustand
static uint64_t x = 1234567890987654321ULL; // <- beliebige seed != 0
static uint64_t y = 362436362436362436ULL;
static uint64_t z = 1066149217761810ULL;
static uint64_t c = 123456123456123456ULL;

uint64_t KISS64() {
   uint64_t t;

   // Linearer Kongruenzgenerator
   z = 6906969069LL*z+1234567;

   // Xorshift
   y ^= (y<<13);
   y ^= (y>>17);
   y ^= (y<<43);

   // Multiply-with-carry
   t = (x<<58)+c;
   c = (x>>6);
   x += t;
   c += (x<t);

   return x + y + z;
}

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Journal Of Modern Applied Statistical Methods, May, 2003, Vol. 2 (PDF; 9,5 MB)
  2. Pierre L’Ecuyer, Richard Simard: TestU01: A C library for empirical testing of random number generators. In: ACM Transactions on Mathematical Software, Volume 33, Issue 4, August 2007
  3. https://www.thecodingforums.com/threads/64-bit-kiss-rngs.673657/