このライブラリは、疑似乱数を簡単に生成できるライブラリです。
例えば、use rand_simple::Uniform;と宣言するだけで、一様分布乱数の構造体を使えるようになります。
偉大な先達randと比較して、簡素なモジュール宣言と豊富な確率変数による使いやすさを目指しています。
計算機シミュレーションのための確率分布乱数生成法/著者 四辻 哲章/プレアデス出版に掲載されている確率分布乱数を実装していきます。
掲載されている46種類の確率分布と、その基礎である一様分布・ベルヌーイ分布を実装していきます。
基本的なアルゴリズムはXorshiftです。
Xorshiftはたった4つの状態変数から周期 $2^{128} - 1$ の乱数計算を行うことができます。
0.001秒ごとに乱数を生成したとしても、ループが完了するまで$10^{28}$年かかるそうなので、 ちょっとした乱数生成の範疇ではこれで十分だと考えています。
使い勝手を考慮して、外部ライブラリに依存しないライブラリを目指しています。
```rust let uniform = randsimple::Uniform::new(1192u32); // 初期設定の場合、閉区間[0, 1]の一様乱数に従う乱数を返す asserteq!(uniform.sample(), 0.8512317447111084f64);
// 確率変数のパラメータを変更する場合 let min: f64 = -1f64; let max: f64 = 1f64; let result: Result<(f64, f64), &str> = uniform.trysetparams(min, max); assert_eq!(uniform.sample(), -0.7648924006533093f64); ```
rust
let uniform = rand_simple::create_uniform!(1192u32);
assert_eq!(uniform.sample(), 0.8512317447111084f64);
rust
let uniform = rand_simple::create_uniform!();
println!("乱数: {}", uniform.sample()); // インスタンス生成時刻に依存するため、コンパイル時は値不明
rust
let normal = rand_simple::Normal::new(1192u32, 765u32);
assert_eq!(normal.sample(), 0.11478775584530312f64); // 平均値 0, 標準偏差 1 の標準正規分布
rust
let half_normal = rand_simple::HalfNormal::new(1192u32, 765u32);
assert_eq!(half_normal.sample(), 1.8943489630074781f64); // 標準偏差 1 の標準半正規分布
rust
let cauchy = rand_simple::Cauchy::new(1192u32, 765u32);
assert_eq!(cauchy.sample(), 0.9999997103138784f64); // 位置母数 μ = 0, 尺度母数 θ = 1の乱数
rust
let half_cauchy = rand_simple::HalfCauchy::new(1192u32, 765u32);
assert_eq!(half_cauchy.sample(), 0.9999971261133705f64); // 尺度母数 θ = 1の乱数
rust
let levy = rand_simple::Levy::new(1192u32, 765u32);
assert_eq!(levy.sample(), 0.27866346364478645f64); // 位置母数 μ = 0, 尺度母数 θ = 1の乱数
rust
let exponential = rand_simple::Exponential::new(1192u32);
assert_eq!(exponential.sample(), 1.9053655174552453f64); // 尺度母数 θ = 1の乱数
rust
let laplace = rand_simple::Laplace::new(1192u32);
assert_eq!(laplace.sample(), -0.824946373682539f64); // 位置母数 μ = 0, 尺度母数 θ = 1の乱数
rust
let bernoulli = rand_simple::Bernoulli::new(1192u32);
assert_eq!(bernoulli.sample(), 0u64); // 発生確率 0.5の事象が生じたか(1u64)、否か(0u64)
rust
let geometric = rand_simple::Geometric::new(1192u32);
assert_eq!(geometric.sample(), 2u64); // 発生確率 0.5の事象が初めて生じるまでの試行回数