如何在JavaScript中实现8位、16位和32位线性反馈移位寄存器PRNG?

如何在JavaScript中实现8位、16位和32位线性反馈移位寄存器PRNG?,javascript,random,cryptography,bit-manipulation,Javascript,Random,Cryptography,Bit Manipulation,我是一个在O(1)时间内工作的人,当你通过值递增时,我从来不会遇到重复的数字。这个问题并没有通过一个实现得到直接的回答,而且很难看到如何应用它。据我所知,最好的答案之一就是这个。但我不太理解C代码: # include <stdint.h> unsigned lfsr1(void) { uint16_t start_state = 0xACE1u; /* Any nonzero start state will work. */ uint16_t lfsr = st

我是一个在O(1)时间内工作的人,当你通过值递增时,我从来不会遇到重复的数字。这个问题并没有通过一个实现得到直接的回答,而且很难看到如何应用它。据我所知,最好的答案之一就是这个。但我不太理解C代码:

# include <stdint.h>
unsigned lfsr1(void)
{
    uint16_t start_state = 0xACE1u;  /* Any nonzero start state will work. */
    uint16_t lfsr = start_state;
    uint16_t bit;                    /* Must be 16-bit to allow bit<<15 later in the code */
    unsigned period = 0;

    do
    {   /* taps: 16 14 13 11; feedback polynomial: x^16 + x^14 + x^13 + x^11 + 1 */
        bit = ((lfsr >> 0) ^ (lfsr >> 2) ^ (lfsr >> 3) ^ (lfsr >> 5)) /* & 1u */;
        lfsr = (lfsr >> 1) | (bit << 15);
        ++period;
    }
    while (lfsr != start_state);

    return period;
}
#包括
无符号lfsr1(无效)
{
uint16\u t start\u state=0xACE1u;/*任何非零启动状态都有效*/
uint16\u t lfsr=启动状态;
uint16位;/*必须是16位才能允许位0^(lfsr>>2)^(lfsr>>3)^(lfsr>>5))/*&1u*/;

lfsr=(lfsr>>1)|(位此C代码实现了斐波那契lfsr,看起来它是从更详细描述的地方复制的。简单地说,它通过将每个位向右移位来计算伪随机序列中的下一个数字(
lsfr>>1
)用其他位位置的异或积填充最高阶位时,选择的方式使生成的序列具有最大长度(等于2n)−1,其中n是整数中的位数)。因此,例如,16位LSFR的周期长度为65535,除0外,每16位整数值循环一次

此代码可以很容易地转换为Javascript。您只需记住,
uint16_t
类型的整数只有16位,因此任何移位到16位及以上的内容都将丢失。由于Javascript整数的位数超过16位,因此在返回之前,您必须确保16位及以上的位数为零结果。可以通过取消对表达式的
&1u
部分的注释来完成此操作。(忽略
u
;这只是告诉C编译器
1
是无符号整数。)

话虽如此,我不确定我是否可以推荐这种LFSR。如果你计算伪随机序列中的所有值,你会发现每个值都等于前一个值的一半,概率约为50%。该算法提供了更好的数字分布,同时也很容易计算

我找不到8位或16位Xorshift函数的任何联机源,因此您可能需要确认以下函数在使用它们之前确实生成了最大长度序列

function xorshift8(x) {
    x |= x == 0;   // if x == 0, set x = 1 instead
    x ^= (x & 0x07) << 5;
    x ^= x >> 3;
    x ^= (x & 0x03) << 6;
    return x & 0xff;
}

function xorshift16(x) {
    x |= x == 0;   // if x == 0, set x = 1 instead
    x ^= (x & 0x07ff) << 5;
    x ^= x >> 7;
    x ^= (x & 0x0003) << 14;
    return x & 0xffff;
}

function xorshift32(x) {
    x |= x == 0;   // if x == 0, set x = 1 instead
    x ^= (x & 0x0007ffff) << 13;
    x ^= x >> 17;
    x ^= (x & 0x07ffffff) << 5;
    return x & 0xffffffff;
}
功能xorshift8(x){
x |=x==0;//如果x==0,则设置x=1
x^=(x&0x07)>3;
x^=(x&0x03)7;
x^=(x&0x0003)17;
x^=(x&0x07ffffff)