Adding JMCR-Stable version
[Benchmarks_CSolver.git] / JMCR-Stable / mcr-test / src / instrumented / java / util / Random.java
diff --git a/JMCR-Stable/mcr-test/src/instrumented/java/util/Random.java b/JMCR-Stable/mcr-test/src/instrumented/java/util/Random.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..67590c1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,511 @@
+/*
+ * @(#)Random.java     1.39 03/01/23
+ *
+ * Copyright 2003 Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
+ * SUN PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
+ */
+
+package instrumented.java.util;
+import sun.misc.AtomicLong;
+
+//import java.util.con
+
+import java.io.IOException;
+import java.io.ObjectInputStream;
+import java.io.ObjectOutputStream;
+import java.io.ObjectStreamField;
+//import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
+
+/**
+ * An instance of this class is used to generate a stream of 
+ * pseudorandom numbers. The class uses a 48-bit seed, which is 
+ * modified using a linear congruential formula. (See Donald Knuth, 
+ * <i>The Art of Computer Programming, Volume 2</i>, Section 3.2.1.) 
+ * <p>
+ * If two instances of <code>Random</code> are created with the same 
+ * seed, and the same sequence of method calls is made for each, they 
+ * will generate and return identical sequences of numbers. In order to 
+ * guarantee this property, particular algorithms are specified for the 
+ * class <tt>Random</tt>. Java implementations must use all the algorithms 
+ * shown here for the class <tt>Random</tt>, for the sake of absolute 
+ * portability of Java code. However, subclasses of class <tt>Random</tt> 
+ * are permitted to use other algorithms, so long as they adhere to the 
+ * general contracts for all the methods.
+ * <p>
+ * The algorithms implemented by class <tt>Random</tt> use a 
+ * <tt>protected</tt> utility method that on each invocation can supply 
+ * up to 32 pseudorandomly generated bits.
+ * <p>
+ * Many applications will find the <code>random</code> method in 
+ * class <code>Math</code> simpler to use.
+ *
+ * @author  Frank Yellin
+ * @version 1.39, 01/23/03
+ * @see     java.lang.Math#random()
+ * @since   JDK1.0
+ */
+public
+class Random implements java.io.Serializable {
+    /** use serialVersionUID from JDK 1.1 for interoperability */
+    static final long serialVersionUID = 3905348978240129619L;
+
+    /**
+     * The internal state associated with this pseudorandom number generator.
+     * (The specs for the methods in this class describe the ongoing
+     * computation of this value.)
+     *
+     * @serial
+     */
+    private AtomicLong seed;
+
+    private final static long multiplier = 0x5DEECE66DL;
+    private final static long addend = 0xBL;
+    private final static long mask = (1L << 48) - 1;
+
+    /** 
+     * Creates a new random number generator. Its seed is initialized to 
+     * a value based on the current time:
+     * <blockquote><pre>
+     * public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }</pre></blockquote>
+     * Two Random objects created within the same millisecond will have
+     * the same sequence of random numbers.
+     *
+     * @see     java.lang.System#currentTimeMillis()
+     */
+    public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }
+
+    /** 
+     * Creates a new random number generator using a single 
+     * <code>long</code> seed:
+     * <blockquote><pre>
+     * public Random(long seed) { setSeed(seed); }</pre></blockquote>
+     * Used by method <tt>next</tt> to hold 
+     * the state of the pseudorandom number generator.
+     *
+     * @param   seed   the initial seed.
+     * @see     benchmarks.instrumented.java.util.Random#setSeed(long)
+     */
+    public Random(long seed) {
+        this.seed = AtomicLong.newAtomicLong(0L);
+        setSeed(seed);
+    }
+
+    /**
+     * Sets the seed of this random number generator using a single 
+     * <code>long</code> seed. The general contract of <tt>setSeed</tt> 
+     * is that it alters the state of this random number generator
+     * object so as to be in exactly the same state as if it had just 
+     * been created with the argument <tt>seed</tt> as a seed. The method 
+     * <tt>setSeed</tt> is implemented by class Random as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * synchronized public void setSeed(long seed) {
+     *       this.seed = (seed ^ 0x5DEECE66DL) & ((1L << 48) - 1);
+     *       haveNextNextGaussian = false;
+     * }</pre></blockquote>
+     * The implementation of <tt>setSeed</tt> by class <tt>Random</tt> 
+     * happens to use only 48 bits of the given seed. In general, however, 
+     * an overriding method may use all 64 bits of the long argument
+     * as a seed value. 
+     *
+     * Note: Although the seed value is an AtomicLong, this method
+     *       must still be synchronized to ensure correct semantics
+     *       of haveNextNextGaussian.
+     *
+     * @param   seed   the initial seed.
+     */
+    synchronized public void setSeed(long seed) {
+        seed = (seed ^ multiplier) & mask;
+        while(!this.seed.attemptSet(seed));
+       haveNextNextGaussian = false;
+    }
+
+    /**
+     * Generates the next pseudorandom number. Subclass should
+     * override this, as this is used by all other methods.<p>
+     * The general contract of <tt>next</tt> is that it returns an 
+     * <tt>int</tt> value and if the argument bits is between <tt>1</tt> 
+     * and <tt>32</tt> (inclusive), then that many low-order bits of the 
+     * returned value will be (approximately) independently chosen bit 
+     * values, each of which is (approximately) equally likely to be 
+     * <tt>0</tt> or <tt>1</tt>. The method <tt>next</tt> is implemented 
+     * by class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * synchronized protected int next(int bits) {
+     *       seed = (seed * 0x5DEECE66DL + 0xBL) & ((1L << 48) - 1);
+     *       return (int)(seed >>> (48 - bits));
+     * }</pre></blockquote>
+     * This is a linear congruential pseudorandom number generator, as 
+     * defined by D. H. Lehmer and described by Donald E. Knuth in <i>The 
+     * Art of Computer Programming,</i> Volume 2: <i>Seminumerical 
+     * Algorithms</i>, section 3.2.1.
+     *
+     * @param   bits random bits
+     * @return  the next pseudorandom value from this random number generator's sequence.
+     * @since   JDK1.1
+     */
+    protected int next(int bits) {
+        long oldseed, nextseed;
+        do {
+          oldseed = seed.get();
+          nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask;
+        } while (!seed.attemptUpdate(oldseed, nextseed));
+        return (int)(nextseed >>> (48 - bits));
+    }
+
+    private static final int BITS_PER_BYTE = 8;
+    private static final int BYTES_PER_INT = 4;
+
+    /**
+     * Generates random bytes and places them into a user-supplied 
+     * byte array.  The number of random bytes produced is equal to 
+     * the length of the byte array.
+     * 
+     * @param bytes  the non-null byte array in which to put the 
+     *               random bytes.
+     * @since   JDK1.1
+     */
+    public void nextBytes(byte[] bytes) {
+       int numRequested = bytes.length;
+
+       int numGot = 0, rnd = 0;
+
+       while (true) {
+           for (int i = 0; i < BYTES_PER_INT; i++) {
+               if (numGot == numRequested)
+                   return;
+
+               rnd = (i==0 ? next(BITS_PER_BYTE * BYTES_PER_INT)
+                           : rnd >> BITS_PER_BYTE);
+               bytes[numGot++] = (byte)rnd;
+           }
+       }
+    }
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, uniformly distributed <code>int</code>
+     * value from this random number generator's sequence. The general 
+     * contract of <tt>nextInt</tt> is that one <tt>int</tt> value is 
+     * pseudorandomly generated and returned. All 2<font size="-1"><sup>32
+     * </sup></font> possible <tt>int</tt> values are produced with 
+     * (approximately) equal probability. The method <tt>nextInt</tt> is 
+     * implemented by class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public int nextInt() {  return next(32); }</pre></blockquote>
+     *
+     * @return  the next pseudorandom, uniformly distributed <code>int</code>
+     *          value from this random number generator's sequence.
+     */
+    public int nextInt() {  return next(32); }
+
+    /**
+     * Returns a pseudorandom, uniformly distributed <tt>int</tt> value
+     * between 0 (inclusive) and the specified value (exclusive), drawn from
+     * this random number generator's sequence.  The general contract of
+     * <tt>nextInt</tt> is that one <tt>int</tt> value in the specified range
+     * is pseudorandomly generated and returned.  All <tt>n</tt> possible
+     * <tt>int</tt> values are produced with (approximately) equal
+     * probability.  The method <tt>nextInt(int n)</tt> is implemented by
+     * class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public int nextInt(int n) {
+     *     if (n<=0)
+     *         throw new IllegalArgumentException("n must be positive");
+     *
+     *     if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
+     *         return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);
+     *
+     *     int bits, val;
+     *     do {
+     *         bits = next(31);
+     *         val = bits % n;
+     *     } while(bits - val + (n-1) < 0);
+     *     return val;
+     * }
+     * </pre></blockquote>
+     * <p>
+     * The hedge "approximately" is used in the foregoing description only 
+     * because the next method is only approximately an unbiased source of
+     * independently chosen bits.  If it were a perfect source of randomly 
+     * chosen bits, then the algorithm shown would choose <tt>int</tt> 
+     * values from the stated range with perfect uniformity.
+     * <p>
+     * The algorithm is slightly tricky.  It rejects values that would result
+     * in an uneven distribution (due to the fact that 2^31 is not divisible
+     * by n). The probability of a value being rejected depends on n.  The
+     * worst case is n=2^30+1, for which the probability of a reject is 1/2,
+     * and the expected number of iterations before the loop terminates is 2.
+     * <p>
+     * The algorithm treats the case where n is a power of two specially: it
+     * returns the correct number of high-order bits from the underlying
+     * pseudo-random number generator.  In the absence of special treatment,
+     * the correct number of <i>low-order</i> bits would be returned.  Linear
+     * congruential pseudo-random number generators such as the one
+     * implemented by this class are known to have short periods in the
+     * sequence of values of their low-order bits.  Thus, this special case
+     * greatly increases the length of the sequence of values returned by
+     * successive calls to this method if n is a small power of two.
+     *
+     * @param n the bound on the random number to be returned.  Must be
+     *       positive.
+     * @return  a pseudorandom, uniformly distributed <tt>int</tt>
+     *          value between 0 (inclusive) and n (exclusive).
+     * @exception IllegalArgumentException n is not positive.
+     * @since 1.2
+     */
+
+    public int nextInt(int n) {
+        if (n<=0)
+            throw new IllegalArgumentException("n must be positive");
+
+        if ((n & -n) == n)  // i.e., n is a power of 2
+            return (int)((n * (long)next(31)) >> 31);
+
+        int bits, val;
+        do {
+            bits = next(31);
+            val = bits % n;
+        } while(bits - val + (n-1) < 0);
+        return val;
+    }
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, uniformly distributed <code>long</code>
+     * value from this random number generator's sequence. The general 
+     * contract of <tt>nextLong</tt> is that one long value is pseudorandomly 
+     * generated and returned. All 2<font size="-1"><sup>64</sup></font> 
+     * possible <tt>long</tt> values are produced with (approximately) equal 
+     * probability. The method <tt>nextLong</tt> is implemented by class 
+     * <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public long nextLong() {
+     *       return ((long)next(32) << 32) + next(32);
+     * }</pre></blockquote>
+     *
+     * @return  the next pseudorandom, uniformly distributed <code>long</code>
+     *          value from this random number generator's sequence.
+     */
+    public long nextLong() {
+        // it's okay that the bottom word remains signed.
+        return ((long)(next(32)) << 32) + next(32);
+    }
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, uniformly distributed
+     * <code>boolean</code> value from this random number generator's
+     * sequence. The general contract of <tt>nextBoolean</tt> is that one
+     * <tt>boolean</tt> value is pseudorandomly generated and returned.  The
+     * values <code>true</code> and <code>false</code> are produced with
+     * (approximately) equal probability. The method <tt>nextBoolean</tt> is
+     * implemented by class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public boolean nextBoolean() {return next(1) != 0;}
+     * </pre></blockquote>
+     * @return  the next pseudorandom, uniformly distributed
+     *          <code>boolean</code> value from this random number generator's
+     *         sequence.
+     * @since 1.2
+     */
+    public boolean nextBoolean() {return next(1) != 0;}
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, uniformly distributed <code>float</code>
+     * value between <code>0.0</code> and <code>1.0</code> from this random
+     * number generator's sequence. <p>
+     * The general contract of <tt>nextFloat</tt> is that one <tt>float</tt> 
+     * value, chosen (approximately) uniformly from the range <tt>0.0f</tt> 
+     * (inclusive) to <tt>1.0f</tt> (exclusive), is pseudorandomly
+     * generated and returned. All 2<font size="-1"><sup>24</sup></font> 
+     * possible <tt>float</tt> values of the form 
+     * <i>m&nbsp;x&nbsp</i>2<font size="-1"><sup>-24</sup></font>, where 
+     * <i>m</i> is a positive integer less than 2<font size="-1"><sup>24</sup>
+     * </font>, are produced with (approximately) equal probability. The 
+     * method <tt>nextFloat</tt> is implemented by class <tt>Random</tt> as 
+     * follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public float nextFloat() {
+     *      return next(24) / ((float)(1 << 24));
+     * }</pre></blockquote>
+     * The hedge "approximately" is used in the foregoing description only 
+     * because the next method is only approximately an unbiased source of 
+     * independently chosen bits. If it were a perfect source or randomly 
+     * chosen bits, then the algorithm shown would choose <tt>float</tt> 
+     * values from the stated range with perfect uniformity.<p>
+     * [In early versions of Java, the result was incorrectly calculated as:
+     * <blockquote><pre>
+     * return next(30) / ((float)(1 << 30));</pre></blockquote>
+     * This might seem to be equivalent, if not better, but in fact it 
+     * introduced a slight nonuniformity because of the bias in the rounding 
+     * of floating-point numbers: it was slightly more likely that the 
+     * low-order bit of the significand would be 0 than that it would be 1.] 
+     *
+     * @return  the next pseudorandom, uniformly distributed <code>float</code>
+     *          value between <code>0.0</code> and <code>1.0</code> from this
+     *          random number generator's sequence.
+     */
+    public float nextFloat() {
+        int i = next(24);
+        return i / ((float)(1 << 24));
+    }
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, uniformly distributed 
+     * <code>double</code> value between <code>0.0</code> and
+     * <code>1.0</code> from this random number generator's sequence. <p>
+     * The general contract of <tt>nextDouble</tt> is that one 
+     * <tt>double</tt> value, chosen (approximately) uniformly from the 
+     * range <tt>0.0d</tt> (inclusive) to <tt>1.0d</tt> (exclusive), is 
+     * pseudorandomly generated and returned. All 
+     * 2<font size="-1"><sup>53</sup></font> possible <tt>float</tt> 
+     * values of the form <i>m&nbsp;x&nbsp;</i>2<font size="-1"><sup>-53</sup>
+     * </font>, where <i>m</i> is a positive integer less than 
+     * 2<font size="-1"><sup>53</sup></font>, are produced with 
+     * (approximately) equal probability. The method <tt>nextDouble</tt> is 
+     * implemented by class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * public double nextDouble() {
+     *       return (((long)next(26) << 27) + next(27))
+     *           / (double)(1L << 53);
+     * }</pre></blockquote><p>
+     * The hedge "approximately" is used in the foregoing description only 
+     * because the <tt>next</tt> method is only approximately an unbiased 
+     * source of independently chosen bits. If it were a perfect source or 
+     * randomly chosen bits, then the algorithm shown would choose 
+     * <tt>double</tt> values from the stated range with perfect uniformity. 
+     * <p>[In early versions of Java, the result was incorrectly calculated as:
+     * <blockquote><pre>
+     *  return (((long)next(27) << 27) + next(27))
+     *      / (double)(1L << 54);</pre></blockquote>
+     * This might seem to be equivalent, if not better, but in fact it 
+     * introduced a large nonuniformity because of the bias in the rounding 
+     * of floating-point numbers: it was three times as likely that the 
+     * low-order bit of the significand would be 0 than that it would be
+     * 1! This nonuniformity probably doesn't matter much in practice, but 
+     * we strive for perfection.] 
+     *
+     * @return  the next pseudorandom, uniformly distributed 
+     *          <code>double</code> value between <code>0.0</code> and
+     *          <code>1.0</code> from this random number generator's sequence.
+     */
+    public double nextDouble() {
+        long l = ((long)(next(26)) << 27) + next(27);
+        return l / (double)(1L << 53);
+    }
+
+    private double nextNextGaussian;
+    private boolean haveNextNextGaussian = false;
+
+    /**
+     * Returns the next pseudorandom, Gaussian ("normally") distributed
+     * <code>double</code> value with mean <code>0.0</code> and standard
+     * deviation <code>1.0</code> from this random number generator's sequence.
+     * <p>
+     * The general contract of <tt>nextGaussian</tt> is that one 
+     * <tt>double</tt> value, chosen from (approximately) the usual 
+     * normal distribution with mean <tt>0.0</tt> and standard deviation 
+     * <tt>1.0</tt>, is pseudorandomly generated and returned. The method 
+     * <tt>nextGaussian</tt> is implemented by class <tt>Random</tt> as follows:
+     * <blockquote><pre>
+     * synchronized public double nextGaussian() {
+     *    if (haveNextNextGaussian) {
+     *            haveNextNextGaussian = false;
+     *            return nextNextGaussian;
+     *    } else {
+     *            double v1, v2, s;
+     *            do { 
+     *                    v1 = 2 * nextDouble() - 1;   // between -1.0 and 1.0
+     *                    v2 = 2 * nextDouble() - 1;   // between -1.0 and 1.0
+     *                    s = v1 * v1 + v2 * v2;
+     *            } while (s >= 1 || s == 0);
+     *            double multiplier = Math.sqrt(-2 * Math.log(s)/s);
+     *            nextNextGaussian = v2 * multiplier;
+     *            haveNextNextGaussian = true;
+     *            return v1 * multiplier;
+     *    }
+     * }</pre></blockquote>
+     * This uses the <i>polar method</i> of G. E. P. Box, M. E. Muller, and 
+     * G. Marsaglia, as described by Donald E. Knuth in <i>The Art of 
+     * Computer Programming</i>, Volume 2: <i>Seminumerical Algorithms</i>, 
+     * section 3.4.1, subsection C, algorithm P. Note that it generates two
+     * independent values at the cost of only one call to <tt>Math.log</tt> 
+     * and one call to <tt>Math.sqrt</tt>. 
+     *
+     * @return  the next pseudorandom, Gaussian ("normally") distributed
+     *          <code>double</code> value with mean <code>0.0</code> and
+     *          standard deviation <code>1.0</code> from this random number
+     *          generator's sequence.
+     */
+    synchronized public double nextGaussian() {
+        // See Knuth, ACP, Section 3.4.1 Algorithm C.
+        if (haveNextNextGaussian) {
+           haveNextNextGaussian = false;
+           return nextNextGaussian;
+       } else {
+            double v1, v2, s;
+           do { 
+                v1 = 2 * nextDouble() - 1; // between -1 and 1
+               v2 = 2 * nextDouble() - 1; // between -1 and 1 
+                s = v1 * v1 + v2 * v2;
+           } while (s >= 1 || s == 0);
+           double multiplier = Math.sqrt(-2 * Math.log(s)/s);
+           nextNextGaussian = v2 * multiplier;
+           haveNextNextGaussian = true;
+           return v1 * multiplier;
+        }
+    }
+
+    /**
+     * Serializable fields for Random.
+     *
+     * @serialField    seed long;
+     *              seed for random computations
+     * @serialField    nextNextGaussian double;
+     *              next Gaussian to be returned
+     * @serialField      haveNextNextGaussian boolean
+     *              nextNextGaussian is valid
+     */
+    private static final ObjectStreamField[] serialPersistentFields = {
+        new ObjectStreamField("seed", Long.TYPE),
+        new ObjectStreamField("nextNextGaussian", Double.TYPE),
+        new ObjectStreamField("haveNextNextGaussian", Boolean.TYPE)
+        };
+
+    /**
+     * Reconstitute the <tt>Random</tt> instance from a stream (that is,
+     * deserialize it). The seed is read in as long for
+     * historical reasons, but it is converted to an AtomicLong.
+     */
+    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
+        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
+
+        ObjectInputStream.GetField fields = s.readFields();
+        long seedVal;
+
+        seedVal = (long) fields.get("seed", -1L);
+        if (seedVal < 0)
+          throw new java.io.StreamCorruptedException(
+                              "Random: invalid seed");
+        seed = AtomicLong.newAtomicLong(seedVal);
+        nextNextGaussian = fields.get("nextNextGaussian", 0.0);
+        haveNextNextGaussian = fields.get("haveNextNextGaussian", false);
+    }
+
+
+    /**
+     * Save the <tt>Random</tt> instance to a stream.
+     * The seed of a Random is serialized as a long for
+     * historical reasons.
+     *
+     */
+    synchronized private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
+        // set the values of the Serializable fields
+        ObjectOutputStream.PutField fields = s.putFields();
+        fields.put("seed", seed.get());
+        fields.put("nextNextGaussian", nextNextGaussian);
+        fields.put("haveNextNextGaussian", haveNextNextGaussian);
+
+        // save them
+        s.writeFields();
+
+    }
+
+}