[JS]Math.random()


參考網址:http://www.soulteary.com/2014/07/05/js-math-random-trick.html

[JS]Math.random()的二三事

看到題目,如果大家平時被問到:如何生成一個怎么樣怎么樣的整數隨機數,估計大家都會不屑,但是當你淡定的回答獲取一個范圍應該是隨機數seeds和區間數值差的乘機與最小數相加然后再怎么怎么的時候…有沒有發現你的思維已經固化了呢。

這個知識點應該是玩JS肯定會碰到的之一吧。文末有Markdown,可以直接下載閱讀,清爽一點。

先來掉書袋,看看MDN的文檔

打開Node,進入終端命令行模式,輸入Math.random():

 

 

結果是不是依舊如同往常一樣稀松平常的小於1的一個偽隨機數跳了出來呢。 這個時候,如果別人問你,還有什么其他方案可以生成隨機數么,你會想到神馬呢。

逝者如斯夫,不舍晝夜。

如果你繼續在終端里輸入new Date()-0:

 

 

我想你可以得到一個自增的數字,對,就是“秒”,如果你說這貨哪里隨機了,請別着急:

 

 

這里的取模%的數值可以是大於2且最好小於當前時間的數值,則可以得到你取模數值概率分之一的概率的隨機數。

如果你取模的數值是隨機數呢,那么產生這個隨機數的可見的兩個變量都是隨機的,那么是不是近似真的“隨機數”了呢?

當然,如果使用這招,還要考慮到硬件以及語言執行過程的耗時,因為我們知道計算機執行的時候,有一個時間的精度的范疇,所以需要使用一點點的延時抑制。

扯了一些沒用的,你可能着急了,那么請保持好奇心,我們繼續說點無聊的事情。

Math.random會提供給我們一個[0,1)之間的隨機數,但是如果我們要[1,10]范圍隨機整數的話,可以使用以下三個函數:

  • Math.round
  • Math.ceil
  • Math.floor

我們先來生成一個隨機數:

 

 

接着我們來使用這三個Math內建函數:

 

 

把數值換成8.56644050120376后,再來看看:

 

 

所以區別一目了然,對於浮點數,round會遵守四舍五入規則,ceil無論如何貪心進位+1,floor無論如何都小心翼翼的自斷一臂-1,至於整數,自己試試看咯。

說到這里,接下來可以正常的描述內容了:

問:如何快速生成一段隨機文本,比如驗證碼或者我們訪問網站常見的隨機數token。

答案很多,我說一個經典的,其實思路很簡單,把剛剛生成隨機數的方法隨便選擇一個.toString():

 

 

//當然也可以寫成這樣

 

 

//或者利用時間

 

 

隨便輸出一些,我們可以看到這貨輸出的字符串長短參次不齊的:

 

 

我們先來看看為什么用toString()可以生成隨機數: 首先前面的家伙不管是隨機數seeds生成的,還是時間遞增的長整型,它們都是Number構造器構造出來的[object Number],而在ecma.js中,Number的這個方法是這樣的:

 

 

作為一個好人,我給你指條明路,MDN的文檔

看過之后是不是想到了parseInt函數的第二個參數?我們發現,這個原生函數支持2~36(如果超出36,那么26個字母就不夠用了親)進制的轉換,所以如果在生成的時候,隨機切換進制,取結果的隨機位置,效果會不會更好呢,你可以試一試。

如果你想獲得字母多一點且平均一點,那么只有使用36進制了,但是不管怎么躲,都有可能出現一串數字。

 

 

有沒有好方法來解決這個問題呢,答:

 

 

 

這個時候,你或許會說,文章該就此結束了吧,這個方法看起來很爽很簡潔。 不過,你有思考過一個問題么,回顧前文,隨機數可以是0,1,…這些整數…

當隨機數是這些數值的時候,很抱歉,返回值是原來的數值,即0,1,…,我們得到的最后的結果就會是一個空字符串,而如果是0.5這類某些以5結尾的浮點數的時候,結果依然如此。還有當數值是某些時候,生成的隨機數位數會比較短…

解決這個問題,你當然可以重新生成這個隨機數,直到它輸出一個你心滿意足的隨機數再放過他,但是,我們剛剛了解到的生成一個大的隨機數的方法是依賴時間,小學還是初中學過的用一個比較小的數值除以一個比較大的數值,得到的結果是一個更小的浮點數來解決這個問題呢。

 

 

這樣就得到了一個比較長,且比較公平的隨機數。可以用node驗證一下:

 

 

運行結果是沒有任何沖突,當然這可能是小概率事件。如果你覺得你點很背,你可以試一試下面這段,手動執行幾次,看看,有沒有不是空數組這個結果的結果。

 

 

當然,你也可以不用這兩個測試例子上面的那段代碼,改用下面這種方式,多輸出幾次隨機字符串,然后拼合在一起。

 

 

這個把戲估計你看膩了,我們來看下面這個系列的示例,從固定的字典中抽取字符構成隨機字符串:

依賴Array的map方法,要注意兼容性,當然,你從MDN那邊copy一段hacks也可以無縫兼容,是不是看起來高大上一點:

 

 

不過或許你更容易接受這種多一點:

 

 

或者更傳統的:

 

 

或許你以為這樣把戲就玩完了,too young too simple,之前玩過了Number的原生函數,我們還可以動手腳的是String的原生函數,比如我們知道,字母的ASCII碼是[65,97],那么當這個區間是字典,我們隨機抽取這個區間是不是會有一些好玩的事情發生呢。

 

 

隨便輸入一個電話號碼(推薦輸入短一點的數),然后等等看,是不是會出現下面的結果:

 

 

這個話題,好像說的有點麻木了,換個需求吧。有的網站會玩一些隨機背景色的小花樣。有沒有優雅的解決方案呢:

遵守隨機數函數的定義,獲取顏色數值之間的數值就好,看過了上面的代碼,這句,很好懂了伐:

 

 

當然,你可以寫一個更加直觀的方案:

 

 

還有一類花樣,如下:

 

 

輸出如下:

 

 

時間不早了,最后說一下隨機排序數組吧。

關於洗牌算法,網上流傳很多,隨便選擇一種模擬一下就好,比如隨便寫的全重排:

 

 

或者利用Array.prototype.sort()函數,這里可以不把里面的數值帶進來運算。

首先Math.random()會生成一個[0,1)之間的數值,用0.5這個比較公平的數值減去它,概率得到小於0,等於0,大於0三種狀況,而Array.prototype.sort()期待的數值恰好是[-1,0,1],是不是很省事。

 

 


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