하스켈에서 의사 난수 만들기

하스켈에서 의사 난수 만들기가 어렵다는 말이 있어 찾아봤다. 역시 내 기대를 저버리지 않았고, 간단하게 만드는 방법을 찾았다. 찾은 방법을 소개하기 전에 일반적으로 프로그래밍할 때 의사 난수 만드는 법을 살펴보자.

C같은 프로그램 언어에서 의사 난수는 다음 단계를 거쳐서 얻는다.

1. 씨앗(seed) 정하기
2. 의사 난수 얻기
3. 2를 반복

rand() 류 함수를 부르면 정해진 씨앗에 따라 순차적으로 의사 난수를 반환한다. 명시적으로 씨앗 설정을 안해도 되는 언어는 rand() 류 함수를 처음 불렀을 때 내부에서 자동으로 씨앗을 정하고 시작한다.

하스켈에는 이와 동일한 방식의 rand() 함수가 있을 리는 없는데, 그 이유는 위 함수는 부작용(side effect)이 있기 때문이다. 씨앗을 하나의 상태(status)로 가지고 있고 rand() 함수를 호출함에 따라 씨앗 값에 따라 의사 난수를 생성하고 씨앗 값을 다시 갱신한다. 씨앗 값을 갱신하는 부분이 부작용이다. 대신 하스켈에서는 의사 난수와 씨앗 역할을 하는 생성자(generator)를 함께 넘겨받는 함수 next가 있다.

(r, g1) = next g0

g0는 생성자고, r은 의사 난수, g1은 새 성성자다. 새 생성자로 다음 의사 난수를 만드는 과정을 반복한다. 즉 하스켈에서는 다음 단계를 거쳐 의사 난수를 얻는다.

1. 생성자(generator)를 만들기
2. 의사 난수와 새 성성자 얻기
3. 2를 반복

씨앗 대신 생성자를 만들어 사용한다는 것과 의사 난수를 생성할 때마다 새 생성자를 같이 받는다는 점 외에는 비슷하다.

그러나 게으름뱅이들은 좋은 툴을 가지고 여기서 그만두지 않았다. 의사 난수를 연속해서 얻는 간단한 방법은 다음과 같다.

import System.Random

main = do

gen <- newStdGen

let ns = randoms gen :: [Int]

print $ take 10 ns

셋째 줄에서 생성자를 만들고 넷째 줄에서 randoms 함수를 이용해서 의사 난수 리스트 ns를 만든다. 이 리스트에서 의사 난수를 하나씩 곶감 빼먹듯이 빼먹으면 된다. 좀 더 다양하게 의사 난수를 얻는 방법은 Haskell/Hierarchical libraries/Randoms를 참고하기 바란다.

p.s: 이 글을 쓰게 된 원인이 된 글에서 의사 난수를 필요로 하는 이유는 임의의 파일 이름을 만들기 위해서인 것 같다. 하지만 이런 용도로 의사 난수를 사용하는 것은 좋지 않다. 첫째로 의사 난수가 겹칠 수 있다. 둘째로 같은 프로그램이 두 개 이상 동시에 동작할 경우 파일 이름이 겹칠 수 있다. 셋째로 이미 그런 이름을 가진 파일이 존재할 수 있다. 여러 가지인 척 얘기를 했지만 결국 의사 난수로는 겹치지 않는 임의의 파일 이름을 만든다는 보장이 없다. 이런 목적으로는 C에서의 mkstemp 함수와 같은 것을 사용해야 한다. 하스켈에서 이에 해당하는 함수가 뭔지는 모른다. 불행히도.