xorShiftで浮動小数点数を得たい

Question

前提

ここに質問の内容を詳しく書いてください。
javascriptで、再現性のある浮動小数点数の乱数を生成するにはどうすればいいのでしょうか？xorShiftで試してみたのですが、どうしても数値が偏ったものになってしまいます。

実現したいこと

軽いらしいのでxorShiftの生成法がいいです。Math.random()のように0から1の間の浮動小数点数を得られるものがいいです。

該当のソースコード

    function seed(seed){
        this._x = 123456789;
        this._y = 362436069;
        this._z = 521288629;
        this._w = seed;
    }
    
    seed.prototype.xorShift = function() {
        let t; 
        t = this._x ^ (this._x << 11);
        this._x = this._y; this._y = this._z; this._z = this._w;
        this._w = Math.abs((this._w ^ (this._w >>> 19)) ^ (t ^ (t >>> 8)));
        return this._w;
    };


let rand = new seed(1);
console.log(rand.xorShift());
//638953871

rand = new seed(2);
console.log(rand.xorShift());
//638953870

//偏った結果になる

rand = new seed(88675123);
for(let i = 0; i < 10; i++){
    console.log(rand.xorShift());
}//繰り返したときは偏らない

/*
593279510
458295579
1794091433
661847884
516391490
1924314800
1695021998
717233955
137846187
271094485
*/

Answer 1

0から1の間の浮動小数点数を得られるもの

こちらについて。
Math.random()同様[0,1)の均等分布する乱数を作るには、
・浮動小数点数の1を用意する
・ビット列で見て、符号と指数をそのままに仮数部をランダム値で置き換える
・浮動小数点数と見て1を引く
でできると思います。
JavaScriptで浮動小数点数とビット列を読み替えるには、ArrayBufferを用意しFloatとUintのTypedArrayとして見て処理するのがよいです。
参考: https://developer.mozilla.org/ja/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/TypedArray

Comments

[退会済みユーザー]

回答ありがとうございました！

Answer 2

繰り返したときは偏らない

擬似乱数列は、そういう使い方をするものです。

「シード値を変えて1個だけ生成することを繰り返す」ようなものではありませんので、「seed(1)での1個目の乱数とseed(2)での1個目の乱数が近い値である」ことを気にする必要がありません。

なお、実用的には「最初数個を捨ててスタートする」ことで、初っ端の乱数がシード値からすぐわかるような事態を避けるように実装してある例も多いです。

Comments

[退会済みユーザー]

回答ありがとうございます。seed値を変えるだけで結果も劇的に変わるようなプログラムはどう書けばいいでしょうか？浮動小数点数で得られるような方法が良いです。

[maisumakun]

回答中にあるように、最初数個を捨ててスタートする（コンストラクタで初期化を行った後に、いくつか乱数を生成するだけ生成して進めておく）ようにしてはどうでしょうか。

[退会済みユーザー]

seed関数の情報を保存しておく必要があるということでしょうか？

[maisumakun]

それはすでに行っていませんか？

[退会済みユーザー]

プログラムを実行したあと、処理は一度中断されるとして、乱数を回した後の状態でseed関数を保存しておかないと、繰り返した回数がリセットされてしまうという事です

[退会済みユーザー]

追記:javascriptの内部プログラムでのMath.random()はどういうプログラムコードになっているのでしょうか？これがわかれば大丈夫です

[ozwk]

V8ではこんな感じです
[v8/src/base/utils at 085fed0fb5c3b0136827b5d7c190b4bd1c23a23e · v8/v8](https://github.com/v8/v8/tree/085fed0fb5c3b0136827b5d7c190b4bd1c23a23e/src/base/utils)

[退会済みユーザー]

返答ありがとうございます！