すごいH本 part65 - fugafuga.write

もっともっとランダム関数

コインを投げる話の続き。

もっとたくさんのランダム値が欲しい場合どうするか

randoms を使う

*Main System.Random> :t randoms
randoms :: (RandomGen g, Random a) => g -> [a]

乱数ジェネレータを受け取って無限長のランダム値のリストを返す。

*Main System.Random> take 5 $ randoms (mkStdGen 100) :: [Int]
[-3633736515773289454,-1610541887407225575,4434840125058622350,1116419036860971948,1434273519690261584]
*Main System.Random> take 5 $ randoms (mkStdGen 100) :: [Bool]
[True,False,False,False,False]

randoms の実装はこんな感じでできる

randoms' :: (RandomGen g, Random a) => g -> [a]
randoms' gen = let (value, newGen) = random gen in value:randoms' newGen

let の中で value と newGen を受け取って、value をリストの先頭につけて再帰。これで無限リストが作れる。

有限のリストと新しいジェネレータを生成する関数はこう実装する

finiteRandoms :: (RandomGen g, Random a, Num n) => n -> g -> ([a], g)
finiteRandoms 0 gen = ([], gen)
finiteRandoms n gen =
    let (value, newGen) = random gen
        (restOfList, finalGen) = finiteRandoms (n-1) newGen
    in (value:restOfList, finalGen)

実行

Prelude System.Random> :l three-coins.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( three-coins.hs, interpreted )

three-coins.hs:14:15: error:
    • Could not deduce (Eq n) arising from the literal ‘0’
      from the context: (RandomGen g, Random a, Num n)
        bound by the type signature for:
                   finiteRandoms :: (RandomGen g, Random a, Num n) =>
                                    n -> g -> ([a], g)
        at three-coins.hs:13:1-69
      Possible fix:
        add (Eq n) to the context of
          the type signature for:
            finiteRandoms :: (RandomGen g, Random a, Num n) =>
                             n -> g -> ([a], g)
    • In the pattern: 0
      In an equation for ‘finiteRandoms’: finiteRandoms 0 gen = ([], gen)
Failed, modules loaded: none.

エラーが発生した。 finiteRandoms関数のパターンマッチで 0 と Num a を比較しようとしている部分でエラーが発生している模様。メッセージにあるように、Eq n の制約を追加する。

finiteRandoms :: (RandomGen g, Random a, Num n, Eq n) => n -> g -> ([a], g)
finiteRandoms 0 gen = ([], gen)
finiteRandoms n gen =
    let (value, newGen) = random gen
        (restOfList, finalGen) = finiteRandoms (n-1) newGen
    in (value:restOfList, finalGen)

再度実行

Prelude System.Random> :l three-coins.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( three-coins.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: Main.
*Main System.Random> take 5 $ randoms' (mkStdGen 100)
[-3633736515773289454,-1610541887407225575,4434840125058622350,1116419036860971948,1434273519690261584]
*Main System.Random> take 5 $ randoms' (mkStdGen 100) :: [Int]
[-3633736515773289454,-1610541887407225575,4434840125058622350,1116419036860971948,1434273519690261584]
*Main System.Random> take 5 $ randoms' (mkStdGen 100) :: [Bool]
[True,False,False,False,False]
*Main System.Random> finiteRandoms 5 (mkStdGen 100) :: ([Bool], StdGen)
([True,False,False,False,False],942794516 652912057)
*Main System.Random> finiteRandoms 5 (mkStdGen 100) :: ([Int], StdGen)
([-3633736515773289454,-1610541887407225575,4434840125058622350,1116419036860971948,1434273519690261584],1772499918 2118231989)

できた。

ある範囲の乱数を生成したい場合は randomR を使う

*Main System.Random> :t randomR
randomR :: (RandomGen g, Random a) => (a, a) -> g -> (a, g)

実行

*Main System.Random> randomR (1, 10) (mkStdGen 400) :: (Int, StdGen)
(2,16045614 40692)
*Main System.Random> randomR (1, 10) (mkStdGen 121212) :: (Int, StdGen)
(4,555249856 40692)
*Main System.Random> randomR (1, 10) (mkStdGen 24242424) :: (Int, StdGen)
(5,1521307037 40692)
*Main System.Random> randomR (1, 10) (mkStdGen 595959) :: (Int, StdGen)
(5,224424247 40692)
*Main System.Random> randomR (1, 10) (mkStdGen 59595966) :: (Int, StdGen)
(6,966268608 40692)

randomRs もある。指定された範囲の乱数を無限に生成する。

*Main System.Random> :t randomRs
randomRs :: (RandomGen g, Random a) => (a, a) -> g -> [a]
*Main System.Random> take 5 $ randomRs (1, 10) (mkStdGen 121212)
[4,5,9,1,6]
*Main System.Random> take 5 $ randomRs (1, 10) (mkStdGen 56754399)
[7,1,8,7,6]
*Main System.Random> take 5 $ randomRs ('a', 'z') (mkStdGen 56754399) :: [Char]
"uwhsf"