Question

我正在用Python编写一个游戏，其中环境是随机生成的。目前，游戏的“保存”功能通过写出玩家探索过的环境的所有部分来工作。结果是保存文件比它们需要的大 - 为什么当你可以再次生成它时将随机数据写入磁盘？

我可以使用的是一个随机噪声函数：一个函数noise，使noise(x)返回一个随机数，并且每当用它调用时，它总是相同的数字值x。现在，对于游戏环境中的每个点(x,y)，我不是使用random()生成随机数并将结果存储在env[(x,y)]中，而是使用noise((x,y))生成随机数扔掉它，然后生成相同的数字。

Answer 1

我不太确定我是否说明了这一点，但使用Perlin噪声发生器的某些变体是一种常见的方法。 This post很好地说明了这一点（正如评论中提到的那样not exactly Perlin noise）

对于给定位置，Perlin函数将返回随机值（位置可以是2D，3D或任何维度）。

有一个noise模块，this page有一个实现

gamedev.SE

上有类似的帖子

Answer 2

首先，如果你需要它是真的，噪声（x）将始终为相同的x返回相同的值，无论如何，即使它从未被调用过，那么你根本不能真正使用随机性。一个好的哈希函数是唯一的可能性。

但是，如果您只需要能够恢复包含所有之前探索过的点的值的先前状态（保存和加载后从未探索过的点可能会有所不同）如果你还没有退出......但是如果没有访问多个宇宙，谁能告诉你？），而你不想存储所有这些点，那么重新生成它们是合理的。

但是让我们退一步吧。你想要一些像哈希函数一样的东西。你可以使用哈希函数吗？

我认为hashlib中的算法太慢了（md5可能是最快的，但是测试它们全部），但我不会在没有实际测试的情况下拒绝它们。

zlib.adler32（或zlib.crc32）的“随机时段”可能太短，但我不会拒绝它（除了hash除外）而不考虑是否是hash够好了。就此而言，即使md5加上一个不错的固定侧混合器功能也可能足够好（至少在64位系统上）。

Python没有提供“seed和”adler32“之间的任何内容。但是你可以找到数百种其他哈希算法的PyPI模块或源代码。就此而言，如果您熟悉任何听起来不错的特定哈希算法，其中大多数都是微不足道的 - 您可能可以编写代码，例如FNV hash使用xor-folding，花费的时间比您需要的时间少。看看其他选择。

另外，请记住，您可以在“新游戏”时生成一堆随机字节，将其存储在保存文件中，并将其用作哈希函数的盐。

如果你已经筋疲力尽，那么你真的做需要更多的随机性，而不是任意盐的快速哈希函数可以让你独自一人，那么：

听起来你已经需要存储用户探索过的点列表（因为你怎么知道还需要恢复哪些点？）。订单并不重要。因此，您可以按探索顺序存储它们。这意味着您可以确定性地重新生成值（只需迭代列表）。这意味着您可以根据自己的答案使用@delnan的建议。

但是，setstate不是这样做的方法。无法保证每次在运行，Python版本，机器等之间将RNG置于相同的状态。为此，您需要random.getstate()：

要保存，请致电random.setstate(state)，然后挑选并存储结果。
要加载，阅读和取消状态，请致电random.Random。

有关详细信息，请参阅the docs。

如果你使用的是random.Random个实例，那就完全相同了，当然除非你需要构建一个setstate，然后再调用random.Random。

这保证可以在程序运行之间，跨机器等运行。即使使用较新版本的Python也是如此。但是，不保证与较旧的版本的Python一起使用。（也就是说，如果用户使用Python 2.6保存游戏，然后尝试用2.5加载它，状态将不兼容。我认为唯一的问题是2.6->更旧和2.3->更老，但是当然不能保证将来不会有其他的。）我建议存放Python版本，如果它们降级，则显示警告说“此保存文件需要Python 2.6或更高版本。你有Python 2.5负载可能会失败。无论如何都要继续？“

这仅保证random和random.Random模块本身（因为顶级模块功能只使用隐藏的random.SystemRandom）。特别是，明确记录random.Random不起作用。

实际上，你也可以直接挑选一个Random，因为状态被腌制了。看起来应该有效，或者腌制getstate对象的感觉是什么？它确实有效。但实际上并没有记录下来，所以为了安全起见，我会坚持使用{{1}}进行酸洗。

Answer 3

noise的一种可能实现是：

import random

def noise(point):
    gen = random.Random()
    gen.seed(point)
    return gen.random()

我不知道Random.seed()有多快。此外，Random可能会从一个版本的Python变为另一个版本，导致我的游戏玩家在升级时发现环境发生变化。

Python中的随机噪声函数

3 个答案: