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path: root/src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs
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authorSomhairle H. Marisol <[email protected]>2026-09-19 00:18:43 +0800
committerSomhairle H. Marisol <[email protected]>2026-09-19 00:18:43 +0800
commit59458d149d7cecf73e708faa6d9e6db2bcd89dfd (patch)
treeaf342c6a01766be326857f48ebe5c65529e50882 /src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs
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feat: M1 模拟器内核 — SplitMix64 RNG + 确定性 step + 对拍测试 + headless 冒烟工具 + Desktop 自动演示
[变更性质] 本 commit 为功能开发,交付设计文档 §2 模拟器内核(里程碑 M1),非缺陷修复或结构重构。 [新增功能] - Kernel:Rng.fs 提供 SplitMix64 纯函数 RNG(ofSeed / nextUInt64 / nextFloat32),World 携带种子状态。 - Kernel:Sim.fs 重写为 struct record(Vec2/Avatar/Input/TimeStep/World),step : World → TimeStep → World 纯函数,dt 固定 1/60 由内核常量给定,Time = Tick * dt 不做浮点累加;initialWorld 由无参改为带 seed。 - Tests:MSTest 确定性对拍——同 seed 轨迹逐 tick 相等、异 seed 发散、step 纯度、长跑有限/有界/时间-刻度关系、SplitMix64 已知向量、nextFloat32 值域。 - Headless:--days N --seed S 冒烟工具,每 1000 tick 输出摘要行,统计 NaN/越界计数并决定退出码。 - Desktop:LV_AUTOPLAY=1 环境变量启用正弦驱动自动演示,窗口标题与启动日志标注模式。 [实现方案] - 全部状态用 [<Struct>] record,模拟路径零堆分配,支撑 51.84 亿刻长跑。 - step 不消费 World 内 RNG,种子经由外部确定性驱动脚本生效(每 900 刻换段,8 方向查表 + 三档幅值,避开三角函数保证跨平台位精确)。 - Headless 内存口径取 GC.GetTotalMemory(true)(全收集后的稳态驻留),避免 GetTotalMemory(false) 随 Gen0 段扩张漂移误报泄漏。 [影响范围] - Kernel 保持零 MonoGame 引用,模拟与渲染彻底分离;sln 新增 Headless 与 Tests 两个项目。 - Release 构建 0 警告 0 错误,7/7 测试通过;1000 天长跑 5,184,000,000 刻退出码 0,无 NaN 无越界,内存 87,824 → 93,000 字节(1.06x < 2x)。 - 同 seed 两次运行 stdout 字节一致,seed 42/43 轨迹不同。
Diffstat (limited to 'src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs')
-rw-r--r--src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs24
1 files changed, 24 insertions, 0 deletions
diff --git a/src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs b/src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs
new file mode 100644
index 0000000..9564b56
--- /dev/null
+++ b/src/LivingVillage.Kernel/Rng.fs
@@ -0,0 +1,24 @@
+namespace LivingVillage.Kernel
+
+[<Struct>]
+type RngState =
+ { State: uint64 }
+
+module Rng =
+
+ let goldenGamma = 0x9E3779B97F4A7C15UL
+
+ let ofSeed (seed: uint64) : RngState = { State = seed }
+
+ let nextUInt64 (rng: RngState) : uint64 * RngState =
+ let s = rng.State + goldenGamma
+ let mutable z = s
+ z <- (z ^^^ (z >>> 30)) * 0xBF58476D1CE4E5B9UL
+ z <- (z ^^^ (z >>> 27)) * 0x94D049BB133111EBUL
+ let out = z ^^^ (z >>> 31)
+ out, { State = s }
+
+ let nextFloat32 (rng: RngState) : float32 * RngState =
+ let z, rng' = nextUInt64 rng
+ let bits = uint32 (z >>> 40)
+ float32 bits / 16777216.0f, rng'