编辑：我的主要问题是我想在电脑上复制TI-84 plus RNG算法，这样我就可以用像Javascript或Lua这样的语言编写它，以便更快地测试它。
我尝试使用模拟器，但结果比计算器还慢。
仅针对相关人士：这有另一个问题，但是该问题的答案只是说明如何将已生成的数字传输到计算机上。我不想这样做。我已经尝试过类似的方式，但必须让计算器运行整个周末，但仍未完成。
TI-84 Plus 随机数生成器算法
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- Potassium Ion
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你能澄清一下你所说的“有人知道TI-84 Plus计算器上的RNG是如何工作的”吗？我不明白你想做什么。你想知道它是如何种子化的吗？你想知道分布有多随机吗？你提到你运行了一个长时间的测试，但没有明确的问题。 - Dan
我编辑了这个问题。 - Potassium Ion
所以你正在尝试“测试它”？到目前为止，您要做什么还不是100％清楚。您不只想要像其他问题中那样的大量随机样本吗？ - Dan
4个回答
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所使用的算法来自P. L'Ecuyer的论文“高效便携式组合随机数生成器”。您可以在这里找到该论文，并从这里免费下载。Ti计算器使用的算法位于第747页的RHS侧。我已经包含了一张图片。
请注意，最初的种子是
并从Ti-83（抱歉，我找不到Ti-84 ROM）仿真器中获得了输出：
请注意，它们在不太重要的数字上与 Ti 的结果有所不同。这可能是两个处理器（Ti 的 Z80 与我的 X86）执行浮点运算的方式不同造成的。如果是这样，那么很难解决这个问题。尽管如此，由于序列依赖于精确的整数数学，因此随机数仍将以相同的顺序生成（下面的警告除外）。
我还使用了 long 类型来存储中间值。这里有一些风险，即 Ti 的实现依赖于整数溢出（我没有仔细阅读 L'Ecuyer 的论文），在这种情况下，您需要调整为 int32_t 或类似类型以模拟此行为。再次假设处理器执行类似操作。
编辑
这个网站提供了以下 Ti-Basic 代码实现：This site。
我将这个翻译成了C++进行测试：
这给出了以下结果：
我已将此翻译为C++程序
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
long s1,s2;
double Uniform(){
long Z,k;
k = s1 / 53668;
s1 = 40014*(s1-k*53668)-k*12211;
if(s1<0)
s1 = s1+2147483563;
k = s2/52774;
s2 = 40692*(s2-k*52774)-k*3791;
if(s2<0)
s2 = s2+2147483399;
Z=s1-s2;
if(Z<1)
Z = Z+2147483562;
return Z*(4.656613e-10);
}
int main(){
s1 = 12345; //Gotta love these seed values!
s2 = 67890;
for(int i=0;i<10;i++)
cout<<std::setprecision(10)<<Uniform()<<endl;
}
请注意，最初的种子是
s1 = 12345和s2 = 67890。并从Ti-83（抱歉，我找不到Ti-84 ROM）仿真器中获得了输出：
这与我的实现产生的结果相匹配
我刚刚调整了我的实现输出精度，并得到了以下结果：
0.9435973904
0.9083188494
0.1466878273
0.5147019439
0.4058096366
0.7338123019
0.04399198693
0.3393625207
请注意，它们在不太重要的数字上与 Ti 的结果有所不同。这可能是两个处理器（Ti 的 Z80 与我的 X86）执行浮点运算的方式不同造成的。如果是这样，那么很难解决这个问题。尽管如此，由于序列依赖于精确的整数数学，因此随机数仍将以相同的顺序生成（下面的警告除外）。
我还使用了 long 类型来存储中间值。这里有一些风险，即 Ti 的实现依赖于整数溢出（我没有仔细阅读 L'Ecuyer 的论文），在这种情况下，您需要调整为 int32_t 或类似类型以模拟此行为。再次假设处理器执行类似操作。
编辑
这个网站提供了以下 Ti-Basic 代码实现：This site。
:2147483563→mod1
:2147483399→mod2
:40014→mult1
:40692→mult2
#The RandSeed Algorithm
:abs(int(n))→n
:If n=0 Then
: 12345→seed1
: 67890→seed2
:Else
: mod(mult1*n,mod1)→seed1
: mod(n,mod2)→seed2
:EndIf
#The rand() Algorithm
:Local result
:mod(seed1*mult1,mod1)→seed1
:mod(seed2*mult2,mod2)→seed2
:(seed1-seed2)/mod1→result
:If result<0
: result+1→result
:Return result
我将这个翻译成了C++进行测试：
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
long mod1 = 2147483563;
long mod2 = 2147483399;
long mult1 = 40014;
long mult2 = 40692;
long seed1,seed2;
void Seed(int n){
if(n<0) //Perform an abs
n = -n;
if(n==0){
seed1 = 12345; //Gotta love these seed values!
seed2 = 67890;
} else {
seed1 = (mult1*n)%mod1;
seed2 = n%mod2;
}
}
double Generate(){
double result;
seed1 = (seed1*mult1)%mod1;
seed2 = (seed2*mult2)%mod2;
result = (double)(seed1-seed2)/(double)mod1;
if(result<0)
result = result+1;
return result;
}
int main(){
Seed(0);
for(int i=0;i<10;i++)
cout<<setprecision(10)<<Generate()<<endl;
}
这给出了以下结果：
0.9435974025
0.908318861
0.1466878292
0.5147019502
0.405809642
0.7338123114
0.04399198747
0.3393625248
0.9954663411
0.2003402617
这与基于原始论文实现的结果相匹配。
- Richard
2
如果您拥有TI-84+ SE，您可以合法使用TI-84+ SE ROM，例如在http://tibasic.com/rom/TI84PlusSE.rom找到的ROM。 - Timtech
您可以从TI网站获取2.55操作系统，但2.43已不再提供。如果您需要下载，请告诉我。我是从TI支持团队那里得到的，但只是因为他们中的某个人仍然在电脑上保留了它。 - Fabian Röling
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我在Python中实现了rand、randInt、randM和randBin。感谢Richard提供的C代码。所有实现的指令都按预期工作。你也可以在这个Gist中找到它们。
import math
class TIprng(object):
def __init__(self):
self.mod1 = 2147483563
self.mod2 = 2147483399
self.mult1 = 40014
self.mult2 = 40692
self.seed1 = 12345
self.seed2 = 67890
def seed(self, n):
n = math.fabs(math.floor(n))
if (n == 0):
self.seed1 = 12345
self.seed2 = 67890
else:
self.seed1 = (self.mult1 * n) % self.mod1
self.seed2 = (n)% self.mod2
def rand(self, times = 0):
# like TI, this will return a list (array in python) if times == 1,
# or an integer if times isn't specified
if not(times):
self.seed1 = (self.seed1 * self.mult1) % self.mod1
self.seed2 = (self.seed2 * self.mult2)% self.mod2
result = (self.seed1 - self.seed2)/self.mod1
if(result<0):
result = result+1
return result
else:
return [self.rand() for _ in range(times)]
def randInt(self, minimum, maximum, times = 0):
# like TI, this will return a list (array in python) if times == 1,
# or an integer if times isn't specified
if not(times):
if (minimum < maximum):
return (minimum + math.floor((maximum- minimum + 1) * self.rand()))
else:
return (maximum + math.floor((minimum - maximum + 1) * self.rand()))
else:
return [self.randInt(minimum, maximum) for _ in range(times)]
def randBin(self, numtrials, prob, times = 0):
if not(times):
return sum([(self.rand() < prob) for _ in range(numtrials)])
else:
return [self.randBin(numtrials, prob) for _ in range(times)]
def randM(self, rows, columns):
# this will return an array of arrays
matrixArr = [[0 for x in range(columns)] for x in range(rows)]
# we go from bottom to top, from right to left
for row in reversed(range(rows)):
for column in reversed(range(columns)):
matrixArr[row][column] = self.randInt(-9, 9)
return matrixArr
testPRNG = TIprng()
testPRNG.seed(0)
print(testPRNG.randInt(0,100))
testPRNG.seed(0)
print(testPRNG.randM(3,4))
- redfast00
3
TI-Basic命令
rand所使用的算法是L'Ecuyer's算法，参考TIBasicDev。
rand生成一个0到1之间的均匀分布的伪随机数（有时为了简单起见，本页和其他页面会省略伪前缀）， rand(n)生成一个由n个0到1之间的均匀分布的伪随机数组成的列表。seed→rand用于初始化内置的伪随机数生成器的种子。出厂默认种子为0。
TI计算器使用L'Ecuyer's算法生成伪随机数。
不幸的是，我没有找到任何由德州仪器公司发布支持这一说法的来源，因此我不能确定这是否是所使用的算法。我也不确定L'Ecuyer's算法确切指的是什么。
- ankh-morpork
2
P. L’Ecuyer, “Combined Multiple Recursive Random Number Generators”, Operations Research, 44, 5 (1996), 816–822. - Mr. Llama2此链接详细描述了该算法：http://tibasicdev.wikidot.com/68k:randseed - John Coleman
0
Here is a C++ program that works:
#include<cmath>
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main()
{
double seed1 = 12345;
double seed2 = 67890;
double mod1 = 2147483563;
double mod2 = 2147483399;
double result;
for(int i=0; i<10; i++)
{
seed1 = seed1*40014-mod1*floor((seed1*40014)/mod1);
seed2 = seed2*40692-mod2*floor((seed2*40692)/mod2);
result = (seed1 - seed2)/mod1;
if(result < 0)
{result = result + 1;}
cout<<setprecision(10)<<result<<endl;
}
return 0;
}
- Daniel Daniels
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