Question

我正在编写一个需要快速整数随机数生成的游戏AI。此游戏适用于Mac OS，因此有两种选择rand()（普通C）和arc4random()（BSD）。我没有找到这两个函数的速度比较，所以我写了一个小程序来测试：

long i;

// Record timestamp here.
srand((unsigned int)time(NULL));
for (i = 0; i < 999999999; ++i) {
    rand();
}
// Record timestamp here.
for (i = 0; i < 999999999; ++i) {
    arc4random();
}
// Record timestamp here and print all three.

我测试了好几次。结果非常稳定：srand()和999999999 rand()的迭代大约需要6 s，而arc4random()需要更长的时间（大约30 s）。

arc4random()是否需要更长的时间？或者我的测试中有任何缺陷。谢谢！

Answer 1

您的结果是合理的。

这两个函数是为不同目的而设计的，它们基于完全不同的伪随机数生成器类。

rand() 是pseudorandom number generator（PRNG），通常以linear congruential generator（LCG）的形式实施，但速度相当快，但通常它的统计数据非常糟糕属性。

arc4random() 是cryptographically secure pseudorandom number generator（CSPRNG），它通常较慢但也适合加密使用，这意味着它具有比PRNG更高的随机性统计质量。根据文件here，here和here：

最初在OpenBSD中实现的功能，使用了RC4 密码生成输出流。 OpenBSD现在使用ChaCha20 流密码。

和

RC4由RSA Data Security，Inc。设计。它是匿名发布的到USENET并被证实相当于几个有权访问原始密码的来源。由于RC4曾经是一个商业秘密，密码现在称为ARC4。

了解两类伪随机数生成器之间的区别非常重要。

PRNG 旨在满足您所关注的所有（理想情况下）大量统计随机性的目的：您希望模拟随机性的字段。

CSPRNG 的设计目的是后者根本不够，但也需要大量的不可预测性（即使知道生成器算法）：密码学领域。

因此，您不需要CSPRNG来生成具有高质量统计随机性的数字。您所需要的只是高品质的PRNG。 <{1}}无处可去，rand()是一个过冲。

有关简单，现代，高质量的随机数生成器，请参阅this页面。

为什么rand（）比arc4random（）快得多？

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