# Javaによる MersenneTwister 実装 (2002年版)

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[Mersenne Twister Home Page](http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/~m-mat/MT/mt.html)

Copyright (C) 1997 - 2002, Makoto Matsumoto and Takuji Nishimura,All rights reserved.

~~~java
package gamelib.util;

import java.util.Random;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* MersenneTwister による乱数を生成する。
*
* <H3>[MersenneTwisterについて]</H3>
* <P>
* Cで実装された乱数生成アルゴリズム。
* </P>
* <P>
* Copyright (C) 1997 - 2002, Makoto Matsumoto and Takuji Nishimura,All rights reserved.
* </P>
*/
public class MersenneTwister extends Random
{
static private final int N = 624;
static private final int M = 397;
static private final int MATRIX_A = 0x9908b0df; /* constant vector a */
static private final int UPPER_MASK = 0x80000000; /* most significant w-r bits */
static private final int LOWER_MASK = 0x7fffffff; /* least significant r bits */

static private final int[] MAGIC = { 0x00, MATRIX_A };
static private final int MAGIC_SEED = 19650218;
static private final int DEFAULT_SEED = 5489;

private int[] mt = new int[ N ];
private int mti;

private int[] seedBuf; // size = 2. ( 32, 32 bits integer store for [little-endian] )

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* MersenneTwister インスタンスを生成する。
*/
public MersenneTwister()
{
/* a default initial seed is used */
this( DEFAULT_SEED );
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 指定した値を種として MersenneTwister インスタンスを生成する。
*/
public MersenneTwister( long seed )
{
setSeed( seed );
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* シードを設定する。
*/
public void setSeed( long seed )
{
if( seedBuf == null )
{
seedBuf = new int[ 2 ];
}
seedBuf[ 0 ] = (int)seed;
seedBuf[ 1 ] = (int)seed >>> 32;
setSeed( seedBuf );
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* シードを設定する。
*/
private void setSeed( int seed )
{
if( mt == null )
{
mt = new int[ N ];
}
mt[ 0 ] = seed;
for( mti = 1; mti < N; mti++ )
{
mt[ mti ] = ( 1812433253 * ( mt[ mti - 1 ] ^ ( mt[ mti - 1 ] >>> 30 ) ) + mti );
}

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* シードを設定する。
*/
public void setSeed( int[] seedBuffer )
{
int length = seedBuffer.length;
if( length == 0 )
{
throw new IllegalArgumentException( "seedBuffer is empty" );
}

int i = 1;
int j = 0;
int k = ( N > length ? N : length );
setSeed( MAGIC_SEED );

for( ; k > 0; k-- )
{
mt[ i ] = ( mt[ i ] ^ ( ( mt[ i - 1 ] ^ ( mt[ i - 1 ] >>> 30 ) ) * 1664525 ) ) + seedBuffer[ j ] + j;
i++;
j++;
if( i >= N )
{
mt[ 0 ] = mt[ N - 1 ];
i = 1;
}
if( j >= length )
j = 0;
}

for( k = N - 1; k > 0; k-- )
{
mt[ i ] = ( mt[ i ] ^ ( ( mt[ i - 1 ] ^ ( mt[ i - 1 ] >>> 30 ) ) * 1566083941 ) ) - i;
i++;
if( i >= N )
{
mt[ 0 ] = mt[ N - 1 ];
i = 1;
}
}
mt[ 0 ] = UPPER_MASK; // MSB is 1; assuring non-zero initial array

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 次の擬似乱数を生成する。
* @see Random#next(int)
*/
synchronized protected int next( int bits )
{
int y;
if( mti >= N )
{
/* generate N words at one time */
int kk;

if( mti == N + 1 )
{
/* if not initialized */
setSeed( DEFAULT_SEED ); /* a default initial seed is used */
}

for( kk = 0; kk < N - M; kk++ )
{
y = ( mt[ kk ] & UPPER_MASK ) | ( mt[ kk + 1 ] & LOWER_MASK );
mt[ kk ] = mt[ kk + M ] ^ (int)( y >>> 1 ) ^ MAGIC[ (int)( y & 0x1L ) ];
}

for( ; kk < N - 1; kk++ )
{
y = ( mt[ kk ] & UPPER_MASK ) | ( mt[ kk + 1 ] & LOWER_MASK );
mt[ kk ] = mt[ kk + ( M - N ) ] ^ (int)( y >>> 1 ) ^ MAGIC[ (int)( y & 0x1L ) ];
}

y = ( mt[ N - 1 ] & UPPER_MASK ) | ( mt[ 0 ] & LOWER_MASK );
mt[ N - 1 ] = mt[ M - 1 ] ^ (int)( y >>> 1 ) ^ MAGIC[ (int)( y & 0x1L ) ];

mti = 0;
}

y = mt[ mti++ ];

/* Tempering */
y ^= ( y >>> 11 );
y ^= ( y << 7 ) & 0x9d2c5680L;
y ^= ( y << 15 ) & 0xefc60000L;
y ^= ( y >>> 18 );

return y >>> ( 32 - bits );
}
}
~~~