随机种子

前言

从入职到现在一直在使用随机数,只知道在使用随机数时,需要先设置一下随机种子,但却不知道为什么要这么做,知其然不知其所以然,今天刚好又用到了,然后就想彻底搞明白

伪随机数

其实我们现在很多地方使用的随机数都是伪随机数,为什么这么说呢?因为产生的随机数都是有规律的,并不是真正的随机(无规律),是通过算法产生的,跟传入的随机种子有关(随机种子稍后会说)。如果传入的随机种子相同,则每次产生的随机数也相同:

--lua
math.randomseed(6)
for i=1,10 do
    local randomNum = math.random()
    print(randomNum)
end

产生的输出如下:


随机种子相同

多次运行,可以看到,每次运行的结果都相同。(注:单次运行,产生10个的随机数是不相同的,但每次运行,都是同样这10个不同随机数,这显然不是我们想要的结果)

随机种子

上面可以知道,我们使用的大多数random函数都是伪随机函数,那怎么才能做到每次运行产生的随机数不同?这就要使用到随机种子。什么是随机种子?伪随机数是由算法产生的,随机种子就是给这个算法提供一个初始参数。以线性同余发生器为例:

线性同余发生器

这个说的有点绕,其实简化了就是下面的公式:

RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;

解释一下:你传入的随机种子会被当做该算法的初始参数,也就是上面的RAND_SEED,也就是用这个参数乘以一个常量123,再加上一个常量59,然后用一个很多大的数65536取余,得到第一个随机数。然后把生成的第一个随机数再次当做参数,生成第二个随机数...依次类推,得到所需的所有随机数。
这就是为什么随机种子一样,每次运行得到的随机数也是一样的

随机种子选取

随机种子的选取,对伪随机数的随机性至关重要,每次运行的随机种子一定要不同,所以在很多地方你都可以看到用当前的时间作为随机种子,这已经满足了大多数需求。但是这也有弊端,还是以lua为例来说明:

math.randomseed(os.time())
function testRandom()
  for i=1, 5 do
     print(math.random())
  end
end

testRandom()

虽然我们使用了时间作为随机种子,但如果两次运行的时间很接近,得到的随机数还是很相似甚至相同,因为os.time()返回的秒级的时间,时间粒度不够精细。
那怎么才能避免这种情况呢?可以使用下面的方法,获取时间的后六位,并做倒置,这样即使时间变化不大,也能产生差别很大的随机数:

math.randomseed(tostring(os.time()):reverse():sub(1, 6))

总结

综上,现在可以理解,为什么随机种子称为“种子”,因为真的很像一颗“种子”,不同“种子”可以生成不同的随机“树”,相同的“种子”生成的随机“树”也是一样的,是不是很形象!
所以在使用时,要注意一下两点:

  1. 程序启动时,只需要设置一次随机种子即可(除非你真的知道你在干什么)
  2. 每次程序启动,随机种子要选取不一样,当前时间作为随机种子是个好方法,但有可能因为精度不够,造成随机数不够随机,因此可以使用精度更高的时间并且倒置该数。
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,033评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,725评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,473评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,846评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,848评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,691评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,053评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,700评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,856评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,676评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,787评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,430评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,034评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,990评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,218评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,174评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,526评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容