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首先說一下java中產生隨機數的幾種方式
- 在j2se中我們可以使用Math.random()方法來產生一個隨機數,這個產生的隨機數是0-1之間的一個double,我們可以把他乘以100,他就是個100以內的隨機數字,這個在j2me中沒有。
- 在java.util這個包里面提供了一個Random的類,我們可以新建一個Random的對象來產生隨機數,他可以生產隨機整數、隨機float、隨機double、隨機long,這個也是我們在j2me的程序里經常用的一個取隨機數的方法。
- 在我們的System類中有一個currentTimeMillis()方法,這個方法返回一個從1970年1月1號0點0分0秒到目前的一個毫秒數,返回類型是long,我們可以拿他作為一個隨機數,我們可以拿他對一些數取模,就可以把他限制在一個范圍之內啦。
EN。。。其實在Random的默認構造方法里也是使用上面第三種方法進行隨機數的產生的。
對于方法二中的Random類有兩種構建方式:帶種子和不帶種子
不帶種子:此種方式將會返回隨機的數字,每次運行結果不一樣,相當于用System.currentTimeMillis()作種子。
帶種子:此種方式,無論程序運行多少次,返回結果都是一樣的。如果用相同的種子創建兩個Random實例,則對每個實例進行相同的方法調用序列,它們將生成并返回相同的數字序列。
偽隨機數
計算機中的隨機數都是偽隨機數
下面看這樣一個C程序:
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// rand_1.cpp #include <stdlib.h> static unsigned int RAND_SEED; unsigned int random( void ) { RAND_SEED = (RAND_SEED* 123 + 59 )% 65536 ; return (RAND_SEED); } void random_start( void ) { int temp[ 2 ]; movedata( 0x0040 , 0x006c ,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp), 4 ); RAND_SEED = temp[ 0 ]; } void main() { unsigned int i,n; random_start(); for (i= 0 ;i< 10 ;i++) printf( "#u\t" ,random()); printf( "\n" ); } |
它完整地闡述了隨機數產生的過程:
首先,
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
這個函數用來移動內存數據,其中FP_SEG(far pointer to segment)是取temp數組段地址的函數,FP_OFF(far pointer to offset)是取temp數組相對地址的函數,movedata函數的作用是把位于0040:006CH存儲單元中的雙字放到數組temp的聲明的兩個存儲單元中。這樣可以通過temp數組把0040:006CH處的一個16位的數送給RAND_SEED。
其次,
RAND_SEED=(RAND_SEED*123+59)%65536;
是用來計算隨機數的方法,隨機數的計算方法在不同的計算機中是不同的,即使在相同的計算機中安裝的不同的操作系統中也是不同的。我在linux和windows下分別試過,相同的隨機種子在這兩種操作系統中生成的隨機數是不同的,這說明它們的計算方法不同。
然后,
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
隨機種子為什么要在內存的0040:006CH處取?0040:006CH處存放的是什么?
學過《計算機組成原理與接口技術》這門課的人可能會記得在編制ROM BIOS時鐘中斷服務程序時會用到Intel 8253定時/計數器,它與Intel 8259中斷芯片的通信使得中斷服務程序得以運轉,主板每秒產生的18.2次中斷正是處理器根據定時/記數器值控制中斷芯片產生的。在我們計算機的主機板上都會有這樣一個定時/記數器用來計算當前系統時間,每過一個時鐘信號周期都會使記數器加一,而這個記數器的值存放在哪兒呢?沒錯,就在內存的0040:006CH處,其實這一段內存空間是這樣定義的:
TIMER_LOW DW ? ;地址為 0040:006CH
TIMER_HIGH DW ? ;地址為 0040:006EH
TIMER_OFT DB ? ;地址為 0040:0070H
時鐘中斷服務程序中,每當TIMER_LOW轉滿時,此時,記數器也會轉滿,記數器的值歸零,即TIMER_LOW處的16位二進制歸零,而TIMER_HIGH加一。rand01.c中的
movedata(0x0040,0x006c,FP_SEG(temp),FP_OFF(temp),4);
正是把TIMER_LOW和TIMER_HIGH兩個16位二進制數放進temp數組,再送往RAND_SEED,從而獲得了“隨機種子”。
現在,可以確定的一點是,隨機種子來自系統時鐘,確切地說,是來自計算機主板上的定時/計數器在內存中的記數值。
EN...沒有最后。。lvl--
再看一段代碼:
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//rand_2.cpp #include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; int main() { srand((unsigned)time(NULL)); unsigned int r=rand(); cout<< "r = " <<r<<endl; //根據C++ 98標準,可以不用return語句來介紹main函數 return 0 ; } |
這里用戶和其他程序沒有設定隨機種子,則使用系統定時/計數器的值做為隨機種子,所以,在相同的平臺環境下,編譯生成exe后,每次運行它,顯示的隨機數會是偽隨機數,即每次運行顯示的結果會有不同。
總結
隨機數是由隨機種子根據一定的計算方法計算出來的數值。所以,只要計算方法一定,隨機種子一定,那么產生的隨機數就不會變。在相同的平臺環境下,編譯生成exe后,每次運行它,顯示的隨機數都是一樣的。這是因為在相同的編譯平臺環境下,由隨機種子生成隨機數的計算方法都是一樣的,再加上隨機種子一樣,所以產生的隨機數就是一樣的。
只要用戶或第三方不設置隨機種子,那么在默認情況下隨機種子來自系統時鐘(即定時/計數器的值)
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