随机数生成原理实现方法不同编程语言的随机数函数

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C#生成随机数的三种方法

C#生成随机数的三种方法

C#⽣成随机数的三种⽅法随机数的定义为:产⽣的所有数字毫⽆关系.在实际应⽤中很多地⽅会⽤到随机数,⽐如需要⽣成唯⼀的订单号.在C#中获取随机数有三种⽅法:⼀.Random 类Random类默认的⽆参构造函数可以根据当前系统时钟为种⼦,进⾏⼀系列算法得出要求范围内的伪随机数.1 2Random rd = new Random(); int i = rd.Next();这种随机数可以达到⼀些要求较低的⽬标,但是如果在⾼并发的情况下,Random类所取到的系统时钟种⼦接近甚⾄完全⼀样,就很有可能出现重复,这⾥⽤循环来举例1 2 3 4 5for(int i = 0; i < 10; i++){Random rd = new Random(); //⽆参即为使⽤系统时钟为种⼦ Console.WriteLine(rd.Next().ToString());}这个例⼦会输出10个相同的"随机数".突显出的问题:因为Random进⾏伪随机数的算法是固定的,所以根据同⼀个种⼦计算出的数字必然是⼀样的.⽽以当代计算机的运⾏速度,该循环⼏乎是在瞬间完成的,种⼦⼀致,所以会出现10次循环输出同⼀随机数的情况.有的时候使⽤random⽣成随机数的时候往往不是随机的这是为什么呢?随机数⽣成⽅法可以说是任何编程语⾔必备的功能,它的重要性不⾔⽽⾔,在C#中我们通常使⽤Random类⽣成随机数,在⼀些场景下,我却发现Random⽣成的随机数并不可靠,在下⾯的例⼦中我们通过循环随机⽣成5个随机数:for (int i = 0; i < 5; i++) { Random random = new Random(); Console.WriteLine(random.Next()); }这段代码执⾏后的结果如下所⽰:2140400647 2140400647 2140400647 2140400647 2140400647通过以上结果可知,随机数类⽣成了5个相同的数,这并⾮我们的预期,为什么呢?为了弄清楚这个问题,零度剖析了微软官⽅的开源Random类,发现在C#中⽣成随机数使⽤的算法是线性同余法,经百科⽽知,这种算法⽣成的不是绝对随机,⽽是⼀种伪随机数,线性同余法算法的的公式是:第N+1个数 = ( 第N个数 * A + B) % M上⾯的公式中A、B和M分别为常数,是⽣成随机数的因⼦,如果之前从未通过同⼀个Random对象⽣成过随机数(也就是调⽤过Next⽅法),那么第N个随机数为将被指定为⼀个默认的常数,这个常数在创建⼀个Random类时被默认值指定,Random也提供⼀个构造函数允许开发者使⽤⾃⼰的随机数因⼦,这⼀切可通过微软官⽅开源代码看到:public Random() : this(Environment.TickCount) { } public Random(int Seed) { }通过默认构造函数创建Random类时,⼀个Environment.TickCount对象作为因⼦被默认传递给第⼆个构造函数,Environment.TickCount表⽰操作系统启动后经过的毫秒数,计算机的运算运算速度远⽐毫秒要快得多,这导致⼀个的具有毫秒精度的因⼦参与随机数的⽣成过程,但在5次循环中,我们使⽤了同⼀个毫秒级的因⼦,从⽽⽣成相同的随机数,另外,第N+1个数的⽣成与第N个数有着直接的关系。

随机数字的函数

随机数字的函数

随机数字的函数随机数字的函数是一种在编程中经常使用的工具。

通过生成随机数,我们可以实现很多有趣和实用的功能。

在本文中,我们将探讨随机数字函数的原理、常见用法以及编程语言中的实现方法。

首先,让我们了解一下什么是随机数。

严格来说,真正的随机数是无法通过算法或公式得到的。

真正的随机数是在自然界中产生的,如放射性元素的衰变、气象现象的变化等。

然而,在计算机编程中,我们经常需要伪随机数。

伪随机数是通过算法生成的数字序列,看起来像是真正的随机数,但实际上是有规律可循的。

常见的随机数字函数包括生成一个在一定范围内的随机整数、生成一个在一定范围内的随机小数等。

下面我们将讨论这些不同类型的随机数字函数。

1.生成随机整数。

在编程中,我们经常需要生成一个在指定范围内的随机整数,比如生成一个在1到10之间的随机整数。

为了实现这个功能,我们可以使用编程语言提供的内置函数或库函数。

以Python为例,使用random模块中的randint函数可以生成指定范围内的随机整数。

2.生成随机小数。

与生成随机整数类似,我们也可以生成指定范围内的随机小数。

比如生成一个在0到1之间的随机小数。

使用random模块中的random函数可以轻松实现这个功能。

3.生成随机布尔值。

有时我们需要随机生成一个布尔值,即True 或False。

Python中的random模块中提供了randbool函数来生成随机布尔值。

这样我们可以在编程中模拟一些随机事件的结果,如抛硬币的结果等。

除了上述常见的随机数字函数,我们还可以通过组合使用这些函数来实现更复杂的功能。

比如,我们可以生成一个随机的字符串,随机选择一个元素等。

这些功能在实际编程中非常有用,可以用来增加程序的随机性和不确定性。

在使用随机数字函数时,我们需要注意一些细节。

首先,不要将随机数函数用于安全性相关的场景,因为伪随机数是有规律可循的,有可能被人猜测到。

其次,我们需要根据具体的需求选择合适的随机数函数和生成范围。

用Python编程语言编写随机数生成器程序示例

用Python编程语言编写随机数生成器程序示例

用Python编程语言编写随机数生成器程序示例标题: 用Python编程语言编写随机数生成器程序示例介绍:这个示例程序将演示如何使用Python编程语言生成随机数。

随机数在很多领域都有应用,例如游戏开发、数据分析、密码学等。

我们将使用Python内置的random模块来生成随机数。

这个模块提供了多种生成随机数的方法。

以下是一个简单的示例代码,它将生成一个介于0和1之间的随机浮点数:```pythonimport randomrandom_number = random.random()print("随机数:", random_number)```在这个示例中,我们首先导入了random模块。

然后,使用random()函数来生成一个介于0和1之间的随机浮点数,并将结果保存在变量random_number中。

最后,我们使用print函数将随机数打印出来。

如果你需要生成一个特定范围内的随机整数,你可以使用randint()函数。

以下是一个示例代码,它将生成一个介于1和10之间的随机整数:```pythonimport randomrandom_integer = random.randint(1, 10)print("随机整数:", random_integer)```在这个示例中,我们使用randint()函数生成一个介于1和10之间的随机整数,并将结果保存在变量random_integer中。

除了这些方法,random模块还提供了其他许多生成随机数的函数,例如生成随机选择的样本、生成随机浮点数、生成随机字节等。

总结:这个示例程序展示了如何使用Python编程语言生成随机数。

通过使用random模块中提供的函数,我们可以轻松地生成随机数,并在不同的应用中使用它们。

无论是生成随机整数、浮点数还是随机选择样本等,Python的random模块都提供了丰富的函数来满足各种需求。

随机数生成原理 实现方法 不同编程语言的随机数函数

随机数生成原理 实现方法 不同编程语言的随机数函数

1-0:Microsoft VC++产生随机数的原理:Srand ( )和Rand( )函数。

它本质上是利用线性同余法,y=ax+b(mod m)。

其中a,b,m都是常数。

因此rand的产生决定于x,x被称为Seed。

Seed需要程序中设定,一般情况下取系统时间作为种子。

它产生的随机数之间的相关性很小,取值范围是0—32767(int),即双字节(16位数),若用unsigned int 双字节是65535,四字节是4294967295,一般可以满足要求。

1-1:线性同余法:其中M是模数,A是乘数,C是增量,为初始值,当C=0时,称此算法为乘同余法;若C ≠0,则称算法为混合同余法,当C取不为零的适当数值时,有一些优点,但优点并不突出,故常取C=0。

模M大小是发生器周期长短的主要标志,常见有M为素数,取A为M的原根,则周期T=M-1。

例如:a=1220703125a=32719 (程序中用此组数)a=16807代码:void main( ){const int n=100;double a=32719,m=1,f[n+1],g[n],seed;m=pow(2,31);cout<<"设置m值为"<<m-1<<endl;cout<<"输入种子"<<endl; //输入种子cin>>seed;f[0]=seed;for(int i=1;i<=n;i++) //线性同余法生成随机数{f[i]=fmod((a*f[i-1]),(m-1));g[i-1]=f[i]/(m-1);cout.setf(ios::fixed);cout.precision(6); //设置输出精度cout<<i<<" "<<'\t'<<g[i-1]<<endl;}}结果分析:统计数据的平均值为:0.485653统计数据的方差为:0.3205761-2:人字映射递推公式就是有名的混沌映射中的“人字映射”或称“帐篷映射”,它的非周期轨道点的分布密度函数:人字映射与线性同余法结合,可产生统计性质优良的均匀随机数。

随机函数使用方法

随机函数使用方法

随机函数使用方法随机函数是计算机中非常常见的一个功能,它可以用来生成随机数,通常用于各种需要随机性的应用场景。

在不同的编程语言中,随机函数的使用方法可能会有所不同,下面我将以常见的几种编程语言为例,详细介绍随机函数的使用方法。

一、Python中的随机函数(random模块)Python中的随机函数位于random模块中,使用前需要先导入random 模块。

接下来,我们将介绍几个常用的随机函数的使用方法:1. random.random这个函数可以生成一个0到1之间的随机浮点数。

使用方法如下:```pythonimport randomnum = random.randomprint(num)```2. random.randint(a, b)这个函数可以生成一个a到b之间的随机整数,包括a和b。

使用方法如下:```pythonimport randomnum = random.randint(1, 10)print(num)```执行代码后,将会生成一个1到10之间的随机整数,例如73. random.choice(seq)这个函数可以从序列seq中随机选择一个元素。

使用方法如下:```pythonimport randomfruit_list = ['apple', 'banana', 'orange']fruit = random.choice(fruit_list)print(fruit)```执行代码后,将会从fruit_list中随机选择一个水果,并打印出来,例如apple。

二、JavaScript中的随机函数(Math对象)JavaScript中的随机函数位于Math对象中,不需要额外导入就可以直接使用。

接下来,我们将介绍几个常用的随机函数的使用方法:1. Math.random这个函数可以生成一个0到1之间的随机浮点数。

使用方法如下:```javascriptvar num = Math.random(;console.log(num);```执行代码后,将会生成一个0到1之间的随机浮点数。

python随机数生成原理

python随机数生成原理

python随机数生成原理Python随机数生成原理随机数在计算机科学中是一个非常重要的概念,它被广泛应用于密码学、模拟实验、游戏开发等领域。

在Python中,生成随机数可以通过random模块来实现。

本文将介绍Python随机数生成的原理及其背后的算法。

一、随机数的概念和应用随机数是指在一定范围内没有规律可循的数值。

它的特点是无法预测,具有不确定性。

在计算机科学中,随机数可以用于生成随机密码、模拟随机事件、生成随机样本等。

二、伪随机数生成器计算机无法生成真正的随机数,因为计算机是基于确定性的逻辑运算的。

因此,计算机生成的随机数实际上是伪随机数,也就是一系列看似随机的数字序列。

这些数字序列是通过伪随机数生成器生成的。

Python中的random模块提供了伪随机数生成器,可以生成服从特定分布的随机数。

三、随机数生成的算法Python的random模块基于Mersenne Twister算法实现了伪随机数生成器。

Mersenne Twister算法是一种非常高效且具有良好统计特性的随机数生成算法。

Mersenne Twister算法的原理是使用一个非常长的周期为2^19937-1的Mersenne素数作为随机数生成的种子。

通过对这个种子进行一系列复杂的数学运算,可以生成一组看似随机的数值序列。

这个序列的周期非常长,因此生成的随机数具有很好的随机性。

四、随机数生成的应用1. 生成随机密码随机数可以用于生成随机密码。

通过随机选择字母、数字和特殊字符,可以生成强度较高的密码,提高账户的安全性。

2. 模拟随机事件随机数可以用于模拟随机事件。

例如,在游戏开发中,可以使用随机数生成器来模拟敌人的行动、掉落物品的概率等。

3. 生成随机样本随机数可以用于生成随机样本。

在数据分析和统计学中,随机样本是进行统计推断的重要基础。

通过随机数生成器,可以生成符合特定分布的随机样本,用于进行统计分析。

五、小结本文介绍了Python随机数生成的原理及其背后的算法。

c++中随机生成一定范围数字的函数

《C++中随机生成一定范围数字的函数》在C++编程中,随机生成一定范围的数字是一项常见且重要的任务。

在许多应用程序和游戏中,我们需要使用随机数来创建各种各样的场景和功能,例如生成随机地图、随机敌人出现、随机事件发生等等。

编写一个能够生成指定范围内随机数字的函数是非常有用的。

在本文中,我将探讨如何使用C++编程语言来实现一个可以随机生成一定范围数字的函数。

我将针对这个主题从简到繁地进行讨论,以帮助读者更深入地理解这一技术。

1. 使用rand函数生成随机数我们可以使用C++标准库中的rand()函数来生成随机数。

这个函数会返回一个介于0和RAND_MAX之间的整数值,但我们通常需要的是一个指定范围内的随机数。

我们需要将rand()生成的随机数映射到我们需要的范围内。

2. 使用取余操作和偏移来限定范围一种简单的方法是使用取余操作和偏移来将生成的随机数映射到指定范围内。

如果我们需要在1到100之间生成随机数,我们可以使用以下代码:```cppint randomNum = rand() % 100 + 1;这段代码将生成一个介于1和100之间的随机数,并且保持了均匀分布的特性。

3. 编写一个通用的函数为了使这个功能更加灵活和可重用,我们可以编写一个通用的函数来生成指定范围内的随机数。

这个函数应该接受最小值和最大值作为参数,并返回一个介于这两个值之间的随机数。

以下是一个简单的示例代码:```cppint randomInRange(int min, int max) {return rand() % (max - min + 1) + min;}```通过这个函数,我们可以在任何需要的地方轻松地生成指定范围内的随机数。

总结回顾通过本文的讨论,我们深入了解了在C++中实现随机生成一定范围数字的函数。

我们首先介绍了使用rand()函数生成随机数的基本方法,然后讨论了如何使用取余操作和偏移来限定范围,最后编写了一个通用的函数来实现这一功能。

rand函数用法

rand函数用法rand函数是一种随机函数,它可以生成指定范围内的随机数。

它是许多编程语言中常用的函数之一,如C,C++,Java,PHP,Python 等。

它的原理是:在给定的范围内,根据一个确定的算法生成一个完全随机的数字,来满足程序所需要的随机数应用。

rand函数的具体用法在不同编程语言中有不同,其中最常用的分别是C,C++,Java,PHP,Python等,下面就这几种语言的rand 函数的用法做一个简单介绍。

首先介绍C语言中rand函数的用法,C语言中rand函数的原型如下:int rand(void);它的作用是从伪随机数发生器中返回一个在0~RAND_MAX之间的随机数,其中RAND_MAX是C语言中的宏,它的值为32767.用法如下:int x = rand();这样我们就可以在程序中得到一个0~32767之间的随机数,当然如果我们想取0~m之间的随机数,可以将上述语句改为int x = rand()% m + 1;这样就可以得到0~m之间的随机数了。

接下来介绍C++中rand函数的用法,C++中rand函数的原型如下:int rand(int m);它的作用是从伪随机数发生器中返回一个0或大于0的小于参数m的整数,参数m的取值范围是1~32768;用法如下:int x = rand(m);这样我们就可以在程序中得到一个0~m之间的随机数了。

紧接着介绍java中rand函数的用法,java中rand函数的原型如下:int rand(int m);其作用和C++中的rand函数是一样的,也是从伪随机数发生器中返回一个0或大于0的小于参数m的整数,参数m的取值范围也是1~32768,用法如下:int x = rand(m);这样我们也可以在程序中得到一个0~m之间的随机数了。

随后介绍 PHP 中rand函数的用法,PHP中rand函数的原型如下:int rand(min,max);它的作用是从伪随机数发生器中返回一个min和max之间的随机整数,min和max的取值范围为 0 ~ 32767用法如下:int x = rand(min,max);这样我们就可以得到min和max之间的随机数。

随机数函数rand

随机数函数rand随机数函数(rand)是一个在计算机编程中广泛使用的函数,用于生成指定范围内的随机数。

随机数在很多领域中都有广泛的应用,例如密码学、模拟实验、游戏开发等。

在本文中,我将详细介绍rand函数的使用方法、生成随机数的原理,并讨论一些与rand函数相关的重要概念和注意事项。

首先,让我们来看一下rand函数的基本用法。

在大多数编程语言中,rand函数的调用方式是rand(,它通常不需要任何参数。

rand函数的返回值是一个伪随机数,其取值范围通常是从0到一些最大值。

在C语言中,这个最大值可以通过RAND_MAX常量来表示,它通常是一个很大的整数。

那么,rand函数是如何生成这些伪随机数的呢?在计算机中,真正的随机数很难实现,因为计算机是一个按照确定的规律执行指令的机器。

因此,我们需要借助一些算法来生成伪随机数。

rand函数通常使用的算法是基于线性同余法(Linear Congruential Method),它将当前的随机数与两个常数(A和C)相乘,并加上一个偏移量B,然后取结果的低位作为下一个随机数。

这个算法有一个非常重要的性质:如果A、C、B和种子的值是固定的,那么生成的随机数序列也是固定的。

因此,为了得到不同的随机数序列,我们通常会使用不同的种子值。

为了使用rand函数生成指定范围内的随机数,我们可以通过一些简单的数学操作来实现。

例如,如果我们想生成一个0到99之间的随机数,我们可以使用下面的代码:```cint num = rand( % 100;```在这个例子中,rand(函数返回一个0到RAND_MAX之间的数,我们通过取模运算将其限制在0到99之间。

在使用rand函数时,我们需要注意一些重要的事项。

首先,rand函数生成的随机数是伪随机数,并不是真正的随机数。

因此,在一些情况下,rand函数生成的随机数可能会有一定的可预测性。

如果我们需要更高质量的随机数,可以考虑使用其他随机数生成函数,例如rand_s(函数(在C/C++中)或者random(函数(在Python中)。

用C语言产生随机数

用c语言产生随机数在C语言中,rand()函数可以用来产生随机数,但是这不是真真意义上的随机数,是一个伪随机数,是根据一个数,我们可以称它为种子,为基准以某个递推公式推算出来的一系数,当这系列数很大的时候,就符合正态公布,从而相当于产生了随机数,但这不是真正的随机数,当计算机正常开机后,这个种子的值是定了的,除非你破坏了系统,为了改变这个种子的值,C提供了srand()函数,它的原形是void srand( int a)。

可能大家都知道C语言中的随机函数random,可是random函数并不是ANSI C标准,所以说,random函数不能在gcc,vc等编译器下编译通过。

rand()会返回一随机数值,范围在0至RAND_MAX 间。

返回0至RAND_MAX之间的随机数值,RAND_MAX定义在,(其值至少为32767),运算的结果是一个不定的数,要看你定义的变量类型,int整形的话就是32767。

在调用此函数产生随机数前,必须先利用srand()设好随机数种子,如果未设随机数种子,rand()在调用时会自动设随机数种子为1。

一般用for语句来设置种子的个数。

具体见下面的例子。

一如何产生不可预见的随机序列呢利用srand((unsigned int)(time(NULL))是一种方法,因为每一次运行程序的时间是不同的。

在C语言里所提供的随机数发生器的用法:现在的C编译器都提供了一个基于ANSI标准的伪随机数发生器函数,用来生成随机数。

它们就是rand()和srand()函数。

这二个函数的工作过程如下:1) 首先给srand()提供一个种子,它是一个unsigned int类型,其取值范围从0~65535;2) 然后调用rand(),它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到32767之间)3) 根据需要多次调用rand(),从而不间断地得到新的随机数;4) 无论什么时候,都可以给srand()提供一个新的种子,从而进一步“随机化”rand()的输出结果。

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随机数生成原理实现方法不同编程语言的随机数函数
随机数是一种在一定范围内无规律分布的数值,用于模拟实际系统或
进行密码学等领域的安全性验证。

随机数生成原理通常分为两类:伪随机
数生成和真随机数生成。

1. 伪随机数生成(Pseudo-random Number Generation, PRNG):
伪随机数是由一定算法通过初始种子生成的,算法的输出看似无规律,但是实际上是可重现的。

伪随机数生成器通常使用一个算法(如线性同余
法或梅森旋转算法)来生成一个序列,并将前一个数字作为种子来生成后
一个数字。

伪随机数的质量取决于初始种子和生成算法的选择。

2. 真随机数生成(True Random Number Generation, TRNG):
真随机数是通过测量自然环境中的随机物理过程来生成的,例如粒子
衰变或环境噪声。

真随机数生成器依赖于不可预测的物理过程来生成随机数,因此具有更高的随机性。

真随机数的生成过程复杂且昂贵,通常需要
额外的硬件设备或外部源来提供随机性。

不同编程语言的随机数函数实现方法:
以下是几种常见编程语言中随机数函数的实现方法:
1.C语言:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int mai
int i;
for (i = 0; i < 10; i++)
printf("%d\n", rand(); // 生成随机数
}
return 0;
```
2. Java语言:
Java语言中,可以使用java.util.Random类来生成伪随机数。

Random类提供了多个方法(如nextInt(、nextDouble()来生成不同类型的随机数。

例程如下:
```java
import java.util.Random;
public class RandomExample
public static void main(String[] args)
Random random = new Random(; // 创建Random对象
for (int i = 0; i < 10; i++)
System.out.println(random.nextInt(); // 生成随机数
}
}
```
3. Python语言:
Python语言中,可以使用random模块来生成伪随机数。

random模块
提供了多个函数(如random(、randint()来生成不同类型的随机数。

```python
import random
for i in range(10):
print(random.random() # 生成随机数
```
4. JavaScript语言:
JavaScript语言中,可以使用Math对象的random(方法生成随机数。

random(方法返回一个[0,1)范围内的浮点数。

例程如下:
```javascript
for (var i = 0; i < 10; i++)
console.log(Math.random(); // 生成随机数
```
总结:
随机数生成原理涉及伪随机数和真随机数两种类型,伪随机数是可重
复的,真随机数是基于物理过程的。

在编程语言中,通常使用内置的随机
数函数来生成伪随机数,这些函数的使用方法各有不同,但通过设置种子
和调用相应方法即可生成随机数。

随机数的生成在计算机科学中有广泛的应用,例如游戏、密码学等领域。

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