【Golang】生成随机数

GoLang 中的伪随机数

在 GoLang 中，我们可以通过 math/rand 包里的方法来生成一个伪随机数：

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package main

import (
  "fmt"
  "math/rand"
)

func main() {
  fmt.Println(rand.Int())   // => 5577006791947779410
}

上面的代码中，我们通过 rand.Int() 方法来生成一个伪随机数。看起来好像没什么问题嘛，人家也很 OK 啦。

但是细心的你会发现。无论你运行多少次，它都会生成一样的结果。

我们知道 JavaScript 中的 Math.random() 每次都会返回一个不一样的数字，但是 GoLang 中的伪随机数生成器默认情况下竟然会返回相同的数值，这还不反了天了？

都是伪随机数生成器，为什么差别就这么大呢？这里我们就要了解一下 “随机种子” 的概念啦。

随机种子

我们知道，伪随机数，是使用一个确定性的算法计算出来的似乎是随机的数序，因此伪随机数实际上并不随机。

那么自然，在计算伪随机数时假如使用的开始值不变的话，那么算法计算出的伪随机数的数序自然也是不变的咯。

这个 “开始值”，就被称为随机种子。

Int returns a non-negative pseudo-random int from the default Source.

Seed uses the provided seed value to initialize the default Source to a deterministic state. If Seed is not called, the generator behaves as if seeded by Seed(1). Seed values that have the same remainder when divided by 2³¹-1 generate the same pseudo-random sequence. Seed, unlike the Rand.Seed method, is safe for concurrent use.

查阅文档，我们得知，Int() 函数是从 default Source（默认源）中产生的伪随机数。

而这个 default Source，我们从 Seed 部分可以看到，如果你没有设置随机种子，那么默认初始种子总是从 1 开始。

既然随机种子一样，那自然其结果也是一样的。

随机的伪随机数

我们已经知道了默认随机种子是从 1 开始，那么我们只要在每次生成随机数之前先设置一个不一样的种子，那么其结果自然也就不一样了。

我们要尽可能保证每次伪随机数生成器工作时使用的是不同的种子，通常的做法是采用当前时间作为种子。

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package main

import (
  "fmt"
  "math/rand"
  "time"
)

func main() {
  rand.Seed(int64(time.Now().UnixNano()))

  fmt.Println(rand.Int())
}

这样，由于种子不同，我们每次运行的结果也就不一样。我们就能达到获取伪随机数的目的啦。

真随机数

如果我们的应用对安全性要求比较高，需要使用真随机数的话，那么可以使用 crypto/rand 包中的方法。

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package main

import (
  "crypto/rand"
  "fmt"
  "math/big"
)

func main() {
  // 生成 20 个 [0, 100) 范围的真随机数。
  for i := 0; i < 20; i++ {
    result, _ := rand.Int(rand.Reader, big.NewInt(100))
    fmt.Println(result)
  }
}

上面的程序每次运行的结果都是不一样的，会真正随机的生成随机数。

Reference

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