生成隨機數
隨機數的生成是計算機科學的一個研究領域，同時也是一種藝術。這是因為計算機是純粹的邏輯機器，所以使用計算機生成隨機數異常困難！
你可以用 math/rand 包來生成隨機數。開始生成隨機數之前首先需要一個種子，種子用于整個過程的初始化，它相當重要。因為如果你每次都用同樣的種子初始化，那么就總是會得到相同的隨機數序列。這意味著每個人都可以重新生成同一個序列，那這個序列就根本不能再算是隨機的了！
我們將用來生成隨機數的程序名為 randomNumbers.go，下面分成四個部分進行介紹。這個程序需要幾個參數，分別是生成隨機數的下限、生成隨機數的上限、生成隨機數的數量。如果你還用了第四個命令參數，那么程序會將它作為隨機數生成器的種子。在測試的時候，你就可以再次使用這個參數生成相同的數列。
程序的第一部分如下所示：
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package mainimport ( "fmt" "math/rand" "os" "strconv" "time")func random(min, max int) int { return rand.Intn(max-min) + min} |
random() 函數完成了所有的工作，它通過根據指定的范圍調用 rand.Intn() 生成隨機數。
這個命令行程序的第二部分如下：
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func main() { MIN := 0 MAX := 100 TOTAL := 100 SEED := time.Now().Unix() arguments := os.Args |
這一部分對程序中將會用到的變量進行了初始化。
randomNumbers.go 的第三部分包含如下的 Go 代碼：
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switch len(arguments) {case 2: fmt.Println("Usage: ./randomNumbers MIN MAX TOTAL SEED") MIN, _ = strconv.Atoi(arguments[1]) MAX = MIN + 100case 3: fmt.Println("Usage: ./randomNumbers MIN MAX TOTAL SEED") MIN, _ = strconv.Atoi(arguments[1]) MAX, _ = strconv.Atoi(arguments[2])case 4: fmt.Println("Usage: ./randomNumbers MIN MAX TOTAL SEED") MIN, _ = strconv.Atoi(arguments[1]) MAX, _ = strconv.Atoi(arguments[2]) TOTAL, _ = strconv.Atoi(arguments[3])case 5: MIN, _ = strconv.Atoi(arguments[1]) MAX, _ = strconv.Atoi(arguments[2]) TOTAL, _ = strconv.Atoi(arguments[3]) SEED, _ = strconv.ParseInt(arguments[4], 10, 64)default: fmt.Println("Using default values!")} |
switch 代碼塊背后的邏輯相對簡單：根據命令行參數的數量決定程序中的參數是使用缺省的默認值還是使用用戶提供的值。為了簡化程序，strconv.Atoi() 和 strconv.ParseInt() 函數返回的 error 參數使用下劃線字符接收，然后被忽略。如果是商業程序就千萬不能忽略 strconv.Atoi() 和 strconv.ParseInt() 函數返回的 error 參數！
最后，使用 strconv.ParseInt() 對 SEED 變量賦新的值是因為 rand.Seed() 函數要求的參數類型是 int64。strconv.ParseInt() 的第一個參數是要解析的字符串，第二個參數是輸出數的基數，第三個參數是輸出數的位數。由于我們想要生成的是一個 64 位的十進制整數，所以使用 10 作為基數，使用 64 作為位數。注意，如果你想解析無符號的整數的話應該使用 strconv.ParseUint() 函數代替。
randomNumbers.go 的最后一部分是如下的 Go 代碼：
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rand.Seed(SEED) for i := 0; i < TOTAL; i++ { myrand := random(MIN, MAX) fmt.Print(myrand) fmt.Print(" ") } fmt.Println()} |
除了使用 Unix 時間戳作為隨機數生成器的種子，你還可以使用 /dev/random 這個系統設備。你可以在第 8 章“Go Unix系統編程”中了解 /dev/random 的相關內容。
執行 randomNumbers.go 將會生成如下輸出：
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$ go run randomNumbers.go75 69 15 75 62 67 64 8 73 1 83 92 7 34 8 70 22 58 38 8 54 91 65 1 50 76 5 82 61 90 10 38 40 63 6 28 51 54 49 27 52 92 76 35 44 9 66 76 90 10 29 22 20 83 33 92 80 50 62 26 19 45 56 75 40 30 97 23 87 10 43 11 42 65 80 82 25 53 27 51 99 88 53 36 37 73 52 61 4 81 71 57 30 72 51 55 62 63 79$ go run randomNumbers.go 1 3 2Usage: ./randomNumbers MIN MAX TOTAL SEED1 1 $ go run randomNumbers.go 1 3 2Usage: ./randomNumbers MIN MAX TOTAL SEED2 2$ go run randomNumbers.go 1 5 10 103 1 4 4 1 1 4 4 4 3$ go run randomNumbers.go 1 5 10 103 1 4 4 1 1 4 4 4 3 |
如果你對隨機數生成真的很有興趣，那么你應該先讀一下 Donald E.Knuth 寫的 The Art of Computer Programming (Addison-Wesley Professional, 2011) 的第二卷。
如果需要用 Go 生成更安全的隨機數的話，你可以使用 crypto/rand 包。這個包中實現了滿足密碼學安全的偽隨機數生成器。你可以在 https://golang.org/pkg/crypto/rand/ 文檔頁面了解更多關于 crypto/rand 包的信息。
生成隨機字符串
一旦你知道了計算機是如何呈現出單個字符，從隨機數過渡到隨機字符串就不難了。這一節將會介紹如何使用前一節中 randomNumbers.go 的代碼生成難以猜出的密碼。用于完成這個任務的 Go 程序叫做 generatePassword.go，下面將分四個部分進行介紹。這個程序只需要一個命令行參數，就是你需要生成的密碼的長度。
generatePassword.go 的第一部分包含如下的 Go 代碼：
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package mainimport ( "fmt" "math/rand" "os" "strconv" "time")func random(min, max int) int { return rand.Intn(max-min) + min} |
generatePassword.go 的第二個代碼段如下：
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func main() { MIN := 0 MAX := 94 SEED := time.Now().Unix() var LENGTH int64 = 8 arguments := os.Arg |
我們只想得到可打印的 ASCII 字符，所以對生成隨機數的范圍進行了限制。ASCII 字符表中可打印的字符一共有 94 個。這意味著該程序生成的隨機數的范圍應該是從 0 到 94 且不包括 94。
generatePassword.go 的第三個代碼段如下：
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switch len(arguments) {case 2: LENGTH, _ = strconv.ParseInt(os.Args[1], 10, 64)default: fmt.Println("Using default values!")} rand.Seed(SEED) |
generatePassword.go 的最后一部分如下：
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startChar := "!" var i int64 = 1 for { myRand := random(MIN, MAX) newChar := string(startChar[0] + byte(myRand)) fmt.Print(newChar) if i == LENGTH { break } i++ } fmt.Println()} |
startChar 參數保存了這個程序可以生成的第一個 ASCII 字符，也就是十進制 ASCII 值為 33 的感嘆號。已知該程序生成的隨機數小于 94，可以計算出生成的最大的 ASCII 值為 93 + 33，等于 126，也就是 ~ 的 ASCII 值。下面的輸出是含有十進制數值的 ASCII 字符表：
The decimal set:
0 nul 1 soh 2 stx 3 etx 4 eot 5 enq 6 ack 7 bel
8 bs 9 ht 10 nl 11 vt 12 np 13 cr 14 so 15 si
16 dle 17 dc1 18 dc2 19 dc3 20 dc4 21 nak 22 syn 23 etb
24 can 25 em 26 sub 27 esc 28 fs 29 gs 30 rs 31 us
32 sp 33 ! 34 " 35 # 36 $ 37 % 38 & 39 '
40 ( 41 ) 42 * 43 + 44 , 45 - 46 . 47 /
48 0 49 1 50 2 51 3 52 4 53 5 54 6 55 7
56 8 57 9 58 : 59 ; 60 < 61 = 62 > 63 ?
64 @ 65 A 66 B 67 C 68 D 69 E 70 F 71 G
72 H 73 I 74 J 75 K 76 L 77 M 78 N 79 O
80 P 81 Q 82 R 83 S 84 T 85 U 86 V 87 W
88 X 89 Y 90 Z 91 [ 92 \ 93 ] 94 ^ 95 _
96 ` 97 a 98 b 99 c 100 d 101 e 102 f 103 g
104 h 105 i 106 j 107 k 108 l 109 m 110 n 111 o
112 p 113 q 114 r 115 s 116 t 117 u 118 v 119 w
120 x 121 y 122 z 123 { 124 | 125 } 126 ~ 127 del
在你最喜歡的 Unix shell 中輸入 man ascii 就能生成易讀的 ASCII 字符表。
執行 generatePassword.go 并傳入合適的命令行參數將生成如下輸出：
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$ go run generatePassword.goUsing default values!ugs$5mv1$ go run generatePassword.goUsing default values!PA/8hA@?$ go run generatePassword.go 20HBR+=3\UA'B@ExT4QG|o$ go run generatePassword.go 20XLcr|R{*pX/::'t2u^T' |
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