Ruby script to test for uniformity of random number with Chi-square algorithm.

chi_2_rndnum.rb

#! /usr/local/bin/ruby
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# 線形合同法による一様乱数の一様性検証
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class Chi2Rndnum
  A = 1103515245      # 乗数
  C = 12345           # 加数
  M = 2 ** 31         # 法
  N = 1000            # 発生させる乱数の個数
  M_MAX = 10          # 整数乱数の範囲
  F = N / M_MAX.to_f  # 期待値
  S = 40.0 / F        # ヒストグラム用スケール

  def initialize
    # 乱数の種の初期値
    @r = 12345
    # 件数格納用配列初期化
    @hist = Array.new(M_MAX + 1, 0)
    # カイ２乗検定初期値
    @e = 0.0
  end

  # 一様乱数生成
  def generate_rndnum
    1.upto(N) do |i|
      rank = rnd
      @hist[rank] += 1
    end
  end

  # 結果表示
  def display
    1.upto(M_MAX) do |i|
      # 件数表示
      printf("%3d:%3d ", i, @hist[i])
      # ヒストグラム表示
      0.upto(@hist[i] * S - 1) { |j| print "*" }
      puts
      # カイ２乗検定
      @e = @e + (@hist[i] - F) * (@hist[i] - F) / F
    end
    # カイ２乗検定値表示
    puts "χ2 = #{@e}"
  end

  private
  
  # 1 ～ 10 の整数乱数
  def rnd
    # 0 ～ 2の31乗 未満の整数乱数
    @r = (A * @r + C) % M
    # 0 ～ 1 未満の実数乱数に 10 を乗じて 1 を加えることで
    # 1 ～ 10 の整数乱数にする
    return M_MAX * (@r / (M - 0.9)) + 1;
  end
end

if __FILE__ == $0
  begin
    obj = Chi2Rndnum.new
    obj.generate_rndnum
    obj.display
  rescue => e
    puts "[例外発生] #{e}"
  end
end