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#author("2023-04-18T09:13:00+09:00","","")
#freeze
#author("2024-02-14T20:25:10+09:00;2023-05-24T00:47:13+09:00","","")
* ランダム関数 [#a006e76e]
本格的なゲームを作るにはランダム関数（乱数）が必要不可欠です。乱数といっても大まかに３種類に分類されていると思って構わないと思います。使い分けをすることによってゲーム全体の裏ハッタリ度がアップすることを願っています。
** １．完全な乱数 [#y574dbb5]
言わずもがな、全く予測不能、乱数らしい乱数です。
- 使用目的~
言わずもがな、全く予測不能、乱数らしい乱数です。あらゆるギャンブル、あらゆる確率など。gccに使われるrand関数は精度がよくなく、インターネットで調べてみるとMT法が良いとされています。
- 使用目的 あらゆるギャンブル、あらゆる確率など。gccに使われるrand関数は精度がよくなく、インターネットで調べてみるとMT法が良いとされています。
- 生成方法
-- 内蔵時計や（キー入力等でずらした）タイマーカウンタを見て、それを初期値とする。
-- あとはキー入力待ちなどのループが起こるたびに、一定の計算法で乱数を生成。
** ２．完全パターンの擬似乱数 [#b1c6210c]
厳密に言うと乱数ではありませんが、同じアルゴリズムで生成されたものです。ザコを無造作に出したい。でも毎回パターンが違うと困る、というときに重宝します。
- 使用目的~
厳密に言うと乱数ではありませんが、同じアルゴリズムで生成されたものです。ザコを無造作に出したい。でも毎回パターンが違うと困る、というときに重宝します。ザコ敵の出現位置パターンなど。
- 使用目的 ザコ敵の出現位置パターンなど。
- 生成方法
-- 初期値は完全に固定とする。
-- あとは乱数を必要とするたびに一定の計算法で乱数を生成。
** ３．初期設定のみ乱数で、あとは擬似乱数（一定パターン乱数） [#oe379dd1]
一番分かりにくいのがこれです。しかし重要度は一番だと思います。１と２の複合型です。
- 使用目的~
一番分かりにくいのがこれです。しかし重要度は一番だと思います。１と２の複合型です。ある程度運の要素が絡むゲームにおけるリプレイ機能の再現、パスワードの生成・解読。
- 使用目的 ある程度運の要素が絡むゲームにおけるリプレイ機能の再現、パスワードの生成・解読。
- 生成方法
-- 内蔵時計やタイマーカウンタを見て、それを初期値とする。ただしこの値はどこかに保存しておく。
-- あとは乱数を必要とするたびに一定の計算法で乱数を生成。
-- リプレイ時に、保存していた値を初期値として再設定する。
** MT法 [#ref549f0]
[[メルセンヌ・ツイスタ法:http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/mt.html]]の使用方法を以下に表します。基本的に中身には一切ふれず、関数の呼び出し名、引数の変更をしました。使用するときはライセンスの確認を怠らないでください。
[[メルセンヌ・ツイスタ法:http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/mt.html]]の使用方法を以下に表します。基本的に中身には一切ふれず、関数の呼び出し名、引数の変更をしました。使用するときはライセンスの確認を怠らないでください。シード値はデフォルトで使用されている5489UL、テストの内容は0x0～0xfまでの値をひたすら生成してカウントアップさせています。
- mt19937ar.h
#ifndef __MT19937AR_H__
#define __MT19937AR_H__
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
int main(void)
{
REG_WSCNT = 0x4317;
#include "gba.h"
//---------------------------------------------------------------------------
BgInit();
IrqInit();
RndInit(5489UL);
KeyInit();
//---------------------------------------------------------------------------
char str[32];
//---------------------------------------------------------------------------
IWRAM_CODE void _Srand(u32 s);
IWRAM_CODE u32 _Rand(u16 num);
u32 num[0x10];
_Memset(&num, 0x00, sizeof(num));
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
- mt19937ar.c
/*
A C-program for MT19937, with initialization improved 2002/1/26.
Coded by Takuji Nishimura and Makoto Matsumoto.
Before using, initialize the state by using init_genrand(seed)
or init_by_array(init_key, key_length).
Copyright (C) 1997 - 2002, Makoto Matsumoto and Takuji Nishimura,
All rights reserved.
Redistribution and use in source and binary forms, with or without
modification, are permitted provided that the following conditions
are met:
1. Redistributions of source code must retain the above copyright
notice, this list of conditions and the following disclaimer.
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PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
Any feedback is very welcome.
http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/emt.html
email: m-mat @ math.sci.hiroshima-u.ac.jp (remove space)
*/
//---------------------------------------------------------------------------
#include "mt19937ar.h"
/* Period parameters */
#define N 624
#define M 397
#define MATRIX_A 0x9908b0dfUL /* constant vector a */
#define UPPER_MASK 0x80000000UL /* most significant w-r bits */
#define LOWER_MASK 0x7fffffffUL /* least significant r bits */
static u32 mt[N]; /* the array for the state vector */
static s16 mti=N+1; /* mti==N+1 means mt[N] is not initialized */
//---------------------------------------------------------------------------
/* initializes mt[N] with a seed */
IWRAM_CODE void _Srand(u32 s)
{
mt[0]= s & 0xffffffffUL;
for(mti=1; mti<N; mti++)
for(;;)
{
mt[mti] = (1812433253UL * (mt[mti-1] ^ (mt[mti-1] >> 30)) + mti);
/* See Knuth TAOCP Vol2. 3rd Ed. P.106 for multiplier. */
/* In the previous versions, MSBs of the seed affect */
/* only MSBs of the array mt[]. */
/* 2002/01/09 modified by Makoto Matsumoto */
mt[mti] &= 0xffffffffUL;
/* for >32 bit machines */
}
}
//---------------------------------------------------------------------------
/* generates a random number on [0,0xffffffff]-interval */
IWRAM_CODE u32 _Rand(u16 num)
{
static u32 mag01[2]={0x0UL, MATRIX_A};
u32 y;
/* mag01[x] = x * MATRIX_A for x=0,1 */
// VBlankIntrWait();
KeyExec();
if(num == 0)
{
return 0;
}
if(mti >= N)
{
/* generate N words at one time */
int kk;
/* if init_genrand() has not been called, */
if(mti == N+1)
// Stop
if(KeyGetCnt() & KEY_A)
{
_Srand(5489UL); /* a default initial seed is used */
continue;
}
for(kk=0; kk<N-M; kk++)
{
y = (mt[kk]&UPPER_MASK) | (mt[kk+1]&LOWER_MASK);
mt[kk] = mt[kk+M] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
}
num[RndU32() & 0xf]++;
for(; kk<N-1; kk++)
for(s32 i=0; i<0x10; i++)
{
y = (mt[kk]&UPPER_MASK) | (mt[kk+1]&LOWER_MASK);
mt[kk] = mt[kk+(M-N)] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
_Sprintf(str, "0x%x:%d", i, num[i]);
BgAsciiDrawStr(0, i, str);
}
y = (mt[N-1]&UPPER_MASK)|(mt[0]&LOWER_MASK);
mt[N-1] = mt[M-1] ^ (y >> 1) ^ mag01[y & 0x1UL];
mti = 0;
}
y = mt[mti++];
/* Tempering */
y ^= (y >> 11);
y ^= (y << 7) & 0x9d2c5680UL;
y ^= (y << 15) & 0xefc60000UL;
y ^= (y >> 18);
return DivMod(y>>5, num);
}
}
** 動作画面 [#j0dfebe4]
#ref(1.png,nolink)
念の為、生成した結果の下位5bitを切り捨てています。ランダム生成に関しては未知の分野なのでおまじない程度にいれました（＾＾；。
とてもバランス良い結果が出力されていると思います。
** 参考リンク [#x4e8f7d5]
-[[良い乱数・悪い乱数:http://isaku-wada.my.coocan.jp/rand/rand.html]]
** 出典元 [#bf2c0deb]
- M-KAIさんの「Witchシューティングゲーム制作記帳」
** 履歴 [#k5f8c172]
- 2023/04/18
- 2008/06/30
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
