隨機數(shù)算法沒有你想得難，會擲骰子就會寫代碼

隨機數(shù)算法是生成隨機數(shù)的算法。它們通常用于生成偽隨機數(shù)，這些數(shù)字在一定程度上看起來像隨機生成的，但實際上是通過算法計算得出的。常用的隨機數(shù)算法包括偽隨機數(shù)發(fā)生器（PRNG）和隨機數(shù)發(fā)生器（RNG）。常用的PRNG包括偽隨機數(shù)生成器（PRNG）和線性同余生成器（LCG）。常用的RNG包括計算機硬件RNG和量子隨機數(shù)生成器（QRNG）。

隨機數(shù)算法的歷史

隨機數(shù)算法的歷史可以追溯到古代。早期的人們使用各種方法來生成隨機數(shù)，如投擲骰子、擲硬幣、抽簽等。在20世紀初期，隨機數(shù)算法開始在計算機科學中發(fā)揮重要作用。

1940年代，John von Neumann提出了一種基于線性同余的隨機數(shù)生成器，這種算法被稱為線性同余生成器（LCG），它被廣泛用于生成偽隨機數(shù)。

1960年代，George Marsaglia提出了一種新的隨機數(shù)生成器算法，稱為偽隨機數(shù)生成器（PRNG），這種算法具有更好的隨機性和更高的生成效率。

近年來，量子隨機數(shù)生成器（QRNG）逐漸成為隨機數(shù)生成領域的研究熱點，它利用量子力學中的隨機性特性來生成真正隨機數(shù)。隨著密碼學和安全領域?qū)﹄S機數(shù)質(zhì)量要求的提高，隨機數(shù)算法的研究和發(fā)展也在不斷深入。

隨機數(shù)算法的應用場景

隨機數(shù)算法廣泛應用于各種領域，其中一些常見的應用場景如下：

• 密碼學：隨機數(shù)算法用于生成密鑰、密碼、簽名等，保證信息安全。
• 模擬和數(shù)值分析：隨機數(shù)算法用于模擬各種自然現(xiàn)象和系統(tǒng)，如氣象、經(jīng)濟、社會等。
• 計算機圖形學：隨機數(shù)算法用于生成隨機的圖形效果，如紋理、粒子效果等。
• 游戲開發(fā)：隨機數(shù)算法用于生成隨機的游戲元素，如發(fā)牌、怪物、道具、障礙物等。
• 數(shù)據(jù)分析：隨機數(shù)算法用于隨機抽樣、重采樣、隨機森林等。
• 其他場景：隨機數(shù)算法還用于其他領域如隨機化算法、機器學習、人工智能等。

計算機隨機數(shù)算法的弱點——永遠不能比你擲骰子來的更讓“隨機”

隨機數(shù)算法通常被用來生成偽隨機數(shù)，它們具有以下幾種常見的弱點：

• 偽隨機數(shù)可能具有相關性或規(guī)律性，不能真正模擬隨機事件。
• 由于生成的數(shù)字是通過算法計算得出的，因此它們可能被預測或推導。
• 偽隨機數(shù)生成算法可能具有周期性，導致生成的數(shù)字在某些范圍內(nèi)重復。
• 由于算法的復雜性和參數(shù)的選擇，偽隨機數(shù)生成算法可能存在漏洞和漏洞，導致生成的數(shù)字不夠隨機。
• 在高安全性要求的場景中，偽隨機數(shù)可能被黑客破解或猜測。

因此，在使用隨機數(shù)算法時需要選擇合適的算法和參數(shù)，并進行適當?shù)臏y試和驗證，以確保生成的隨機數(shù)具有足夠的隨機性和安全性。

隨機數(shù)算法各編程語言代碼示例

以下是幾種常用編程語言中生成隨機數(shù)的示例：

Python：

import random

#生成0~1之間的隨機小數(shù)
random.random()

#生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)
random.randint(1,10)

#從指定序列中隨機選擇一個元素
random.choice([1,2,3,4,5])

JavaScript：

//生成0~1之間的隨機小數(shù)
Math.random()

//生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)
Math.floor(Math.random()*(max-min+1))+min

//從指定數(shù)組中隨機選擇一個元素
arr[Math.floor(Math.random()*arr.length)]

Java:

import java.util.Random;

Random rand = new Random();

//生成0~1之間的隨機小數(shù)
rand.nextDouble();

//生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)
rand.nextInt(10) + 1;

//從指定數(shù)組中隨機選擇一個元素
arr[rand.nextInt(arr.length)];

C#：

using System;

Random rand = new Random();

//生成0~1之間的隨機小數(shù)
rand.NextDouble();

//生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)
rand.Next(1, 10);

//從指定數(shù)組中隨機選擇一個元素
arr[rand.Next(arr.Length)];