Ruby生成随机数的方法总结

管峻

2023-03-14

本文向大家介绍Ruby生成随机数的方法总结，包括了Ruby生成随机数的方法总结的使用技巧和注意事项，需要的朋友参考一下

数字实际上不是随机的

没有一台计算机能纯粹通过计算产生真正的随机数。它们能做的最好的事情就是生成伪随机数，伪随机数是一组看起来随机但实际上不是随机的数字。

对于人类观察者来说，这些数字确实是随机的。不会有短的重复序列，而且，至少对人类观察者来说，它们是完全随机的。但是，如果有足够的时间和动机，就可以发现原始种子，重新创建序列，并猜测序列中的下一个数字。

因此，本文中讨论的方法可能不应该用于生成必须加密安全的数字。

如上所述，必须对伪随机数生成器(PRNGs)进行播种，以便每次生成新的随机数时产生不同的序列。请记住，没有一种方法是神奇的——这些看似随机的数字是用相对简单的算法和相对简单的算术生成的。通过播种PRNG，每次都可以从不同的点开始。如果你不播种，它每次都会产生相同的数字序列。

在Ruby中，可以不带参数地调用内核#srand方法。它将根据时间、进程ID和序列号选择随机数种子。只需在程序开始时在任何地方调用srand，每次运行它时都会生成一系列不同的看似随机的数字。当程序启动时隐式地调用此方法，并使用时间和进程ID(无序列号)播种PRNG。

生成数字

一旦程序运行并且内核#srand被隐式或显式地调用，就可以调用内核#rand方法。这个方法调用时没有参数，它将返回一个从0到1的随机数。在过去，这个数字通常被缩放到您希望生成的最大数字，也许to_i调用它来将其转换为整数。

# Generate an integer from 0 to 10
puts (rand() * 10).to_i

然而，如果您使用Ruby 1.9.x, Ruby会使事情变得更简单。Kernel#rand方法可以接受单个参数。如果这个参数是任何类型的数字，Ruby将生成一个从0到(不包括)那个数字的整数。

# Generate a number from 0 to 10
# In a more readable way
puts rand(10)

但是，如果您想要生成一个从10到15的数字呢?通常，您会生成一个从0到5的数字，并将其添加到10。然而，Ruby使它更容易。

您可以将一个Range对象传递给Kernel#rand，它的作用正如您所期望的:在该范围内生成一个随机整数。

一定要注意这两种类型的范围。如果调用rand(10..15)，就会生成一个从10到15的数字，包括15。而兰德(10…15)(有3个点)将产生一个从10到15的数字，不包括15。

# Generate a number from 10 to 15
# Including 15
puts rand(10..15)

非随机随机数

有时您需要一个看起来随机的数字序列，但每次都需要生成相同的序列。例如，如果在单元测试中生成随机数，那么每次都应该生成相同的数字序列。

在一个序列上失败的单元测试在下一次运行时应该会再次失败，如果下一次它生成了一个不同的序列，那么它可能不会失败。为此，使用一个已知的常量值调用内核#srand。

# Generate the same sequence of numbers every time
# the program is run
srand(5)
# Generate 10 random numbers
puts (0..10).map{rand(0..10)}

注意，内核#rand的实现是非ruby的。它不以任何方式抽象PRNG，也不允许实例化PRNG。对于PRNG，所有代码共享一个全局状态。如果您更改种子或以其他方式更改PRNG的状态，其影响范围可能比您预期的更广。

然而，由于程序期望这个方法的结果是随机的(因为这是它的目的)，这可能永远不会成为问题。只有当程序期望看到一个预期的数字序列时，例如它调用了一个具有常量值的srand，它才会看到意外的结果。