Question

这是我最近参加的一次访谈中提出的问题。

据我所知，可以按如下方式生成两个数字之间的随机数

public static int rand(int low, int high) {
    return low + (int)(Math.random() * (high - low + 1));
}

但是我在这里使用Math.random（）来生成0到1之间的随机数，并使用它来帮助我在低和高之间生成。有没有其他方法可以直接使用外部函数？

Answer 1

典型的伪随机数生成器根据以前的数据计算新数字，因此理论上它们是完全确定的。通过提供良好的种子（随机数生成算法的初始化）来保证唯一的随机性。只要随机数不是非常安全关键（这需要“实际”随机数），这种递归随机数生成器通常可以满足需求。

一旦提供种子，递归生成可以在没有任何“外部”功能的情况下表达。有几种算法可以解决这个问题。一个很好的例子是Linear Congruential Generator。

伪代码实现可能如下所示：

long a = 25214903917;   // These Values for a and c are the actual values found
long c = 11;            // in the implementation of java.util.Random(), see link
long previous = 0;

void rseed(long seed) {
    previous = seed;
}

long rand() {
    long r = a * previous + c;
    // Note: typically, one chooses only a couple of bits of this value, see link
    previous = r;
    return r;
}

您仍然需要为此生成器添加一些初始值。这可以通过执行以下操作之一来完成：

使用当前时间之类的东西（在游戏等大多数非安全关键的情况下都很好）
使用硬件噪音（适用于安全关键随机性）
使用常数（适用于调试，因为总是以相同的顺序）
如果你不能使用任何函数并且不想使用常量种子，并且如果你使用允许这种语言的语言，你也可以使用一些未初始化的内存。例如，在C和C ++中，定义一个新变量，不要为其赋值并使用其值来为生成器设定种子。但请注意，这远不是一个“好种子”，只是满足您的要求的黑客。切勿在实际代码中使用它。

请注意，无算法可为不同运行相同输入生成不同的值访问一些外部源，如系统环境。每个种子播种的随机数生成器都使用一些外部源。

Answer 2

在这里，我建议一些评论来源可能对您有所帮助：

系统时间：一天中单调性随机性差。快速，轻松。
鼠标点：随机但在独立系统上无用。
原始套接字/本地网络 （数据包的信息部分）：良好的随机技术和时间 - 可以建模攻击模式以减少随机性。
一些带排列的输入文字：快速，通用的方式也很好（在我看来）。
由于键盘，磁盘驱动器和其他事件引起的中断时间：常用方法 - 如果不小心使用，则容易出错。
另一种方法是提供模拟噪声信号：例如temp。
/proc 文件数据：在Linux系统上。我觉得你应该用这个。

/proc/sys/kernel/random: 该目录包含控制文件/dev/random的操作的各种参数。

字符特殊文件/dev/random和/dev/urandom（自Linux 1.3.30以来出现）提供了内核随机数生成器的接口。

试试这个逗号：
```
$cat /dev/urandom   
```
和
```
$cat /dev/random
```
您可以编写从此文件读取的文件读取功能。

阅读（也建议）：Is a rand from /dev/urandom secure for a login key?

`

Answer 3

System.currentTimeMillis()是否算作外部？你总是可以得到这个并用一些最大值来计算mod：

int rand = (int)(System.currentTimeMillis()%high)+low;

Answer 4

您可以使用变量的地址或组合更多变量的地址来制作更复杂的变量......

Answer 5

你可以从x = 4x(1-x)和{{1}之间的“非理性”x开始，从逻辑地图0获得接近随机性（实际上是混乱的，绝对不是统一的*） }。

“随机性”出现，因为浮点表示精度边缘的舍入误差。

（*）一旦你知道它存在，你可以撤消倾斜。

Answer 6

您可以获得当前的系统时间，但这也需要大多数语言的功能。

Answer 7

如果允许使用某些外部状态（例如，使用当前系统时间初始化的长时间），则可以在没有外部函数的情况下执行此操作。这足以让您实现一个简单的伪随机数生成器。

在对随机函数的每次调用中，您将使用state创建新的随机值，并更新状态，以便后续调用获得不同的结果。

您只需使用常规Java算法和/或按位运算即可完成此操作，因此无需外部函数。

Answer 8

public class randomNumberGenerator {

    int generateRandomNumber(int min, int max) {
        return (int) ((System.currentTimeMillis() % max) + min);
    }

    public static void main(String[] args) {
        randomNumberGenerator rn = new randomNumberGenerator();
        int cv = 0;
        int min = 1, max = 4;
        Map<Integer, Integer> hmap = new HashMap<Integer, Integer>();

        int count = min;
        while (count <= max) {
            cv = rn.generateRandomNumber(min, max);
            if ((hmap.get(cv) == null) && cv >= min && cv <= max) {
                System.out.print(cv + ",");
                hmap.put(cv, 1);
                count++;
            }
        }

    }
}

Answer 9

泊松随机生成器

让我们假设我们从随机数的期望值“v”开始。然后说一系列非负整数满足具有期望值v的泊松分布意味着在子序列上，该值的平均值（平均值）将显示为“v”。泊松分布是统计数据的一部分，细节可以在维基百科上找到。但是这里使用这个功能的主要优点是： 1.仅生成整数值。 2.这些整数的平均值将等于我们最初提供的值。

在小数值没有意义的应用程序中很有用。就像1分钟到达机场的飞机数量是2.5（没有意义），但这意味着在2分钟内有5个计划到达。

int poissonRandom(double expectedValue) {
  int n = 0; //counter of iteration
  double limit; 
  double x;  //pseudo random number
  limit = exp(-expectedValue);
  x = rand() / INT_MAX; 
  while (x > limit) {
    n++;
    x *= rand() / INT_MAX;
  }
  return n;
}

该行

rand() / INT_MAX

应生成0到1之间的随机数。因此我们可以使用系统的时间。秒/ 60将达到目的。我们应该使用哪种功能完全取决于应用程序。

不使用任何外部函数生成随机数

9 个答案: