前言
今天儿童节,写一篇随机数技术文章纪念留守儿童(资深)的童年.
swift中的随机数使用
在我们开发的过程中，经常用到求取一些随机数,今天列举几种写篇文章
整型随机数
首先是这个arc4random()
arc4random()使用了arc4密码加密的keystream生成器，产生一个[0, 2^32)区间的随机数(注意是左闭右开区间)。这个函数的返回类型是UInt32
提示:
[和]分别代表左右闭区间,(和)代表左右开区间 也就是中括号-> 代表 闭区间, 闭区间代表包含.
小括号 -> 代表开区间, 开区间代表不包含.
所以以下看到
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arc4random() //"4058056034"
如果我们想生成一个指定范围内的整型随机数，则可以使用arc4random() % upper_bound的方式，其中upper_bound指定的是上边界，如下代码:
求一个10以内的随机数
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arc4random() % 10 // 0~9 注意没有10哈
不过使用这种方法，在upper_bound不是2的幂次方时，会产生一个所谓Modulo bias(模偏差)的问题。
可以使用arc4random_uniform()，它接受一个UInt32类型的参数，指定随机数区间的上边界upper_bound，该函数生成的随机数范围是[0, upper_bound)，如下所示：
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arc4random_uniform(10) // 5
那问题来了？我想指定区间随机 比如: [10, 200).
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let maxNum: UInt32 = 200
let minNum: UInt32 = 10
arc4random_uniform(maxNum - minNum) + minNum // 153
可以看到上述结果 是 153.
swift也可以用C函数中的随机 eg: random() 或者 rand(),但是这些有下面缺点:
- 这两个函数都需要初始种子，通常是以当前时间来确定,属于伪随机.
- 这两个函数的上限在
RAND_MAX=0X7fffffff(2147483647)，是arc4random的一半. rand()函数以有规律的低位循环方式实现，更容易预测
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srand(UInt32(time(nil))) // 种子,random对应的是srandom
rand() // 1,314,695,483
rand() % 10 // 8
64位整型随机数
我们发现这些函数主要都是针对32位整型数来操作的.如果需要生成一个64位的整型随机数呢?
可以使用如下代码:
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func arc4random <T: ExpressibleByIntegerLiteral> (type: T.Type) -> T {
var r: T = 0
arc4random_buf(&r, MemoryLayout<T>.size)
return r
}
可以像下面这样调用
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arc4random(type: UInt64.self) //8021765689869396105
arc4random(type: UInt32.self) //1293034028
arc4random(type: UInt16.self) //29059
arc4random(type: UInt8.self) //183
swift 4 语法
这个函数中使用了arc4random_buf()来生成随机数。
这个函数使用ARC4加密的随机数来填充该函数第二个参数指定的长度的缓存区域。因此，如果我们传入的是sizeof(UInt64)，该函数便会生成一个随机数来填充8个字节的区域，并返回给r。那么64位的随机数生成方法便可以如下实现：
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extension UInt64 {
static func random(lower: UInt64 = min, upper: UInt64 = max) -> UInt64 {
var m: UInt64
let u = upper - lower
var r = arc4random(type: UInt64.self)
if u > UInt64(Int64.max) {
m = 1 + ~u
} else {
m = ((max - (u * 2)) + 1) % u
}
while r < m {
r = arc4random(type: UInt64.self)
}
return (r % u) + lower
}
}
我们来试用一下：
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UInt64.random() //9223372036854775807
浮点型随机数
如果需要一个浮点值的随机数，则可以使用drand48函数，这个函数产生一个[0.0, 1.0]区间中的浮点数。这个函数的返回值是Double类型。其使用如下所示：
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srand48(Int(time(nil)))
drand48() //0.4643666202473504
注意:需要先调用srand48()生成种子
示例实践
如何生成一个0~9 这几个数组做个随机排序,实现类似银行类动态键盘的功能
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var arr = ["0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9"]
arr.sort { (s1, s2) -> Bool in
arc4random() < arc4random()
}
print(arr)
在闭包中，随机生成两个数，比较它们之间的大小，来确定数组的排序.注意不需要重新赋值了在swift4上.
总结
随机数相关的知识容易忘记,特此记录一些技巧,争取每个月发布两篇文章.