牛叔叔 的笔记

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2023-10-31 22:05

计算机编程语言中的随机数如何产生?

牛叔叔

JavaEE

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计算机编程语言中有多种方法来生成随机数。以下是其中一些常见的方法:

  1. 伪随机数生成器(Pseudo-random Number Generator, PRNG):这是最常用的随机数生成方法。PRNG通过一个算法和一个种子值生成一系列看似随机的数字。由于使用的算法是确定性的,所以它们实际上不是真正的随机数。常见的PRNG包括线性同余生成器和梅森旋转算法。

  2. 真随机数生成器(True Random Number Generator, TRNG):TRNG使用物理过程来生成真正的随机数。这些物理过程可以利用环境中的噪声或者量子力学现象等随机事件。TRNG生成的随机数更具有真实随机性,但通常比PRNG更昂贵和复杂。

  3. 指定范围内随机数:编程语言通常提供生成指定范围内随机数的函数或方法。这些方法通常采用PRNG并结合算法将生成的随机数映射到指定的范围内。例如,可以使用rand()函数在0到1之间生成一个随机浮点数,然后通过乘法和加法操作将其映射到所需的范围内。

  4. 随机数种子:随机数生成器通常需要一个种子值作为起点。种子值可以是任何数据,但通常使用当前时间戳作为种子。通过改变种子值,可以产生不同的随机数序列。如果使用相同的种子值,将生成相同的随机数序列。这在测试和调试过程中非常有用。

需要注意的是,对于安全性要求较高的应用程序(例如密码学),应使用专门设计的随机数生成器,如加密学安全随机数生成器(Cryptographically Secure Random Number Generator, CSPRNG)来生成真正随机的密钥和随机数。这些生成器使用更复杂的算法和更强的随机源来确保生成的随机数具有高度的随机性和不可预测性。


Java中常用Random类来生成随机数。

import java.util.Random;public class RandomNumberGenerator {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Random对象作为伪随机数生成器
        Random random = new Random();

        // 生成一个随机整数
        int randomNumber = random.nextInt();
        System.out.println("随机整数: " + randomNumber);

        // 生成一个指定范围内的随机整数
        int min = 0;
        int max = 100;
        int randomInRange = random.nextInt(max - min + 1) + min;
        System.out.println("指定范围内的随机整数: " + randomInRange);

        // 生成一个随机浮点数
        double randomDouble = random.nextDouble();
        System.out.println("随机浮点数: " + randomDouble);
    }}


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