Меню

Вывести модуль случайного числа

Генерация случайных чисел в javascript.

В javascript часто требуется сгенерировать случайное число. Например, чтобы нарисовать звезду в ночном небе или анимировать хаотические аттракторы. Однако существуют различные способы генерации, и от приложения зависит, какой вы будете использовать.

Базовая генерация

Самый простой способ получить случайное число — это метод Math.random(), встроенный в javascript.

Math.random() всегда возвращает число с плавающей точкой между 0 и 1.

Технически, число, которое вы получите, может быть 0, но никогда не будет точно 1.

Посколько это используется достаточно часто, Math.random() помещают внутрь функции

function getRandom() <
return Math.random();
>

Проблема, конечно, заключается в том, что функция всегда будет создавать случайное число в пределах очень ограниченного диапазона. Большинство других рецептов на этой странице предназначены для того, чтобы решить эту проблему.

Генерация между числами: минимальные и максимальные значения

Чтобы добавить эту функциональность, нам потребуется немного математики.

function getRandomFloat(min, max) <
return Math.random() * (max — min) + min;
>
getRandomFloat(11, 101)
> 75.31898734299466

function getRandomInt(min, max) <
return Math.floor(Math.random() * (max — min)) + min;
>

getRandomInt(10, 20)
> 12

Случайное целое число в диапазоне, включая минимальное и максимальное.

function getRandomInRange(min, max) <
return Math.floor(Math.random() * (max — min + 1)) + min;
>

getRandomInRange(1, 10)
> 7

Подбрасывание монеты(случайное true или false)

Если вам нужно получить просто 0 или 1, то используйте следующий код:

function coinToss() <
return Math.floor(Math.random() * 2);
>
coinToss();
> 0

Если нужно конкретно true или false

function coinToss() <
return (Math.floor(Math.random() * 2) === 0);
>
coinToss();
> true

Если вам нужно ассоциировать любые слова со сторонами монеты

function coinFlip() <
return (Math.floor(Math.random() * 2) === 0) ? «up» : «down»;
>
coinToss();
> up

Генерация с исключениями

Для ограниченного диапазона целых чисел: создайте массив чисел, которые вы бы хотели вырисовывать, и выберите из него случайное.

var numPool = [ 1, 3, 5, 7, 9, 10 ],
rand = numPool[Math.floor(Math.random() * numPool.length)];

Для чего-нибудь более динамичного: добавьте массив целых чисел, которые вы хотите исключить, и пустой массив, который будет содержать результат фильтрации первого массива во второй.

var numPool = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ];
var excludePool = [ 3, 4 ];
var filteredPool = [];

Затем создайте цикл по массиву numPool, проверьте, есть ли случайное число в массиве исключений excludePool, и поместите результат в массив filteredPool:

Наконец, отобразите случайное число из отфильтрованного массива

var rand = filteredPool[Math.floor(Math.random() * filteredPool.length)];

Генерация случайного, неповторяющегося числа

Для небольших наборов чисел: создайте массив, заполненный элементами, перетасуйте их случайным образом, поместите результат в новый массив, затем достаньте перетасованные элементы один раз:

var numPool = [ 13, 21, 36, 14, 27, 10 ];

function shuffle(numPool) <
for(var j, x, i = numPool.length; i; j = parseInt(Math.random() * i), x = numPool[—i], numPool[i] = numPool[j], numPool[j] = x);
return numPool;
>;
var randomResult = shuffle(numPool);
while( randomResult.length > 0 ) <
console.log( randomResult.pop() );
>

Для более больших наборов чисел: создайте и заполните массив случайными целыми числами, отклоняя любое, которое уже было ранее сгенерировано:

var numReserve = []
while (numReserve.length

В коде выше numReserve заполнен 12 случайными числами между 0 и 1000. Числа затем могут быть получены из массива.

Криптография

Всех показанных выше методов будет недостаточно для создания криптографически защищенных функций. Для этого мы можем использовать Web Cryptography API, создав типизированный массив:

var cryptoStor = new Uint16Array(8);

В этом случае мы создаем массив с 8 различными слотами, каждый из которых может содержать 16-битовое целое число без знака. Другие опции включают Int8Array, Uint8Array, int16Array, Int32Array и Uint32Array.

Теперь заполните массив случайными числами определенного типа

Показаны выбранные значения в консоли:

> [43484, 57947, 46691, 49849, 24272, 11827, 28203, 17423]

Web Cryptography API имеет хорошую поддержку в современных браузерах, хотя в некоторых нужно ставить префиксы.

Копирование материалов разрешается только с указанием автора (Михаил Русаков) и индексируемой прямой ссылкой на сайт (http://myrusakov.ru)!

Добавляйтесь ко мне в друзья ВКонтакте: http://vk.com/myrusakov.
Если Вы хотите дать оценку мне и моей работе, то напишите её в моей группе: http://vk.com/rusakovmy.

Если Вы не хотите пропустить новые материалы на сайте,
то Вы можете подписаться на обновления: Подписаться на обновления

Читайте также:  Чем отмыть следы скотча с пластиковых окон

Если у Вас остались какие-либо вопросы, либо у Вас есть желание высказаться по поводу этой статьи, то Вы можете оставить свой комментарий внизу страницы.

Порекомендуйте эту статью друзьям:

Если Вам понравился сайт, то разместите ссылку на него (у себя на сайте, на форуме, в контакте):

Она выглядит вот так:

  • BB-код ссылки для форумов (например, можете поставить её в подписи):
  • Комментарии ( 5 ):

    Здравствуйте! Можно вопрос не по теме статьи?

    Конечно, можно! Но задайте его, пожалуйста, в службу поддержки: http://support.myrusakov.ru/

    Спасибо! В следующий раз, уже ответили на javascript.ru

    Прекрасно! Рады за вас!

    не чего не вывелось Случайное целое число в диапазоне, включая минимальное и максимальное. function getRandomInRange(min, max) < return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min; >getRandomInRange(1, 10) > 7

    Для добавления комментариев надо войти в систему.
    Если Вы ещё не зарегистрированы на сайте, то сначала зарегистрируйтесь.

    Copyright © 2010-2021 Русаков Михаил Юрьевич. Все права защищены.

    Источник

    «Случайные» числа в Python – random, randint и randrange

    В компьютерных программах нередко требуется эмуляция случайности. Например, при разработке игр. Если в программе имеется некий генератор, то есть производитель, случайного числа, то, используя полученное таким образом число, можно выбирать ту или иную ветку выполнения программы, или произвольный объект из коллекции. Другими словами, главное – сгенерировать число. Эмуляция случайности иного рода основывается на нем.

    Мы наверняка не знаем, есть ли в природе случайность, или она нам только кажется из-за ограниченности наших знаний. Мы только знаем, что в программировании настоящей случайности нет. Неоткуда взяться произвольному числу, нельзя запрограммировать его появление из ниоткуда. Можно лишь создать программу, которая в результате применения сложной формулы к «зерну» будет выдавать число, и нам будет казаться, что это число случайно.

    «Зерно» – это исходные данные для формулы. Им может быть, например, системное время в миллисекундах, которое постоянно меняется. Следовательно, «зерно» будет постоянно разным. Или программист может задавать его самостоятельно.

    Подобную программу (в реальности модуль или функцию) называют генератором псевдослучайных чисел. В состав стандартной библиотеки языка Python входит модуль random . Он содержит множество функций, связанных с эмуляцией случайности (например, «перемешивание» элементов последовательности), а не только функции генерации псевдослучайных чисел.

    В этом уроке будут рассмотрены функции random() , randrange() и randint() из модуля random . Обратите внимание, что модуль random содержит одноименную функцию random() . Так бывает.

    Чтобы обращаться к функциям, надо импортировать модуль random :

    Или импортировать отдельные функции из него:

    Функции для получения целых «случайных» чисел – randint() и randrange()

    Функции randint() и randrange() генерируют псевдослучайные целые числа. Первая из них наиболее простая и всегда принимает только два аргумента – пределы целочисленного диапазона, из которого выбирается любое число:

    или (если импортировались отдельные функции):

    В случае randint() обе границы включаются в диапазон, т. е. на языке математики отрезок описывается как [a; b].

    Числа могут быть отрицательными:

    Но первое число всегда должно быть меньше или, по-крайней мере, равно второму. То есть a randrange() сложнее. Она может принимать один аргумент, два или даже три. Если указан только один, то она возвращает случайное число от 0 до указанного аргумента. Причем сам аргумент в диапазон не входит. На языке математики – это [0; a).

    Если в randrange() передается два аргумента, то она работает аналогично randint() за одним исключением. Верхняя граница не входит в диапазон, т. е. [a; b).

    Здесь результатом второго вызова всегда будет число 1.

    Если в randrange() передается три аргумента, то первые два – это границы диапазона, как в случае с двумя аргументами, а третий – так называемый шаг. Если, например, функция вызывается как randrange(10, 20, 3) , то «случайное» число будет выбираться из чисел 10, 13, 16, 19:

    Функция random() – «случайные» вещественные числа

    Чтобы получить случайное вещественное число, или, как говорят, число с плавающей точкой, следует использовать функцию random() из одноименного модуля random языка Python. Она не принимает никаких аргументов и возвращает число от 0 до 1, не включая 1:

    Читайте также:  Чем отмыть сфинкса от налета

    Результат содержит много знаков после запятой. Чтобы его округлить, можно воспользоваться встроенной в Python функцией round() :

    Чтобы получать случайные вещественные числа в иных пределах, отличных от [0; 1), прибегают к математическим приемам. Так если умножить полученное из random() число на любое целое, то получится вещественное в диапазоне от 0 до этого целого, не включая его:

    Если нижняя граница должна быть отличной от нуля, то число из random() надо умножать на разницу между верхней и нижней границами, после чего прибавить нижнюю:

    В данном примере число умножается на 6. В результате получается число от 0 до 6. Прибавив 4, получаем число от 4 до 10.

    Пример получения случайных чисел от -1 до 1:

    Нижняя граница равна -1. При вычитании получается +. Когда добавляется нижняя граница, то плюс заменяется на минус ( +(-1) = — 1).

    Для получения псевдослучайных чисел можно пользоваться исключительно функцией random() . Если требуется получить целое, то всегда можно округлить до него с помощью round() или отбросить дробную часть с помощью int() :

    Практическая работа

    Используя функцию randrange() получите псевдослучайное четное число в пределах от 6 до 12. Также получите число кратное пяти в пределах от 5 до 100.

    Напишите программу, которая запрашивает у пользователя границы диапазона и какое (целое или вещественное) число он хочет получить. Выводит на экран подходящее случайное число.

    Примеры решения и дополнительные уроки в android-приложении и pdf-версии курса

    Источник

    Случайное число

    Как и многие другие языки программирования, Python позволяет работать с генераторами случайных значений. С их помощью можно оперативно создавать последовательности из различных чисел или символов, предугадать которые невозможно. Для этой цели в Python применяется встроенная библиотека с множеством методов для управляемой генерации.

    Что такое случайные числа?

    Случайные числа представляют собой произвольные данные, которые были получены в результате автоматической генерации компьютерной программой. Подобная информация используется во многих видах программного обеспечения, где необходимо иметь дело с непредсказуемыми величинами. Ярким примером тому являются игровые автоматы либо казино, в которых каждый раз генерируется новая выигрышная комбинация чисел. Также данный подход применяется в криптографических целях для создания надежных паролей.

    Стоит заметить, что стандартные средства Python не способны предоставлять в программе истинно случайные значения. Они предоставляют псевдо случайную последовательность. Инициализируется она от какого либо случайного числа. То есть если мы будем инициализировать последовательность одним и тем же числом, то она будет каждый раз выдавать одинаковые данные. Чтобы этого не было, для инициализации берется значение системных часов.

    Так что обычно используется метод генерации псевдослучайных величин с иницилизацией от системных часов.

    Реализации случайных чисел в Python

    Язык программирования Python содержит в себе несколько разных модулей, применяемых для генерации псевдослучайных величин. Все они, как правило, используют в своих целях текущее системное время, которое установлено на компьютере. Это гарантирует получение разных последовательностей значений при каждом новом обращении к генератору. Среди инструментов, которые предназначены для работы с псевдослучайными числами, находится довольно обширная библиотека random, а также функции numpy.random и os.urandom.

    Особенности их применения:

    • Стандартный модуль random в Python 3 включает множество методов для генерации как целых, так и вещественных чисел, а также последовательностей с определенными параметрами.
    • Функция numpy.random используется для заполнения массивов случайными величинами.
    • Функция os.urandom предоставляет набор из случайных байтов, что применимо в криптографии.

    Наиболее широкое применение получила в Python библиотека random. Поэтому далее мы ее и рассмотрим подробно.

    Модуль random

    Ниже приведена таблица, где описаны самые главные методы из подключаемого модуля, входящего в состав стандартных библиотек Python. В таблице приведены названия функций, а также доступный перечень параметров с небольшой характеристикой.

    Метод Характеристика
    random() возвращает число в диапазоне от 0 до 1
    seed(a) настаивает генератор на новую последовательность a
    randint(a, b) возвращает целое число в диапазоне от a и b
    randrange(a, b, c) возвращает целое число в диапазоне от a до b с шагом c
    uniform(a, b) возвращает вещественное число в диапазоне от a и b
    shuffle(a) перемешивает значения в списке a
    choice(a) возвращает случайный элемент из списка a
    sample(a, b) возвращает последовательность длиной b из набора a
    getstate() возвращает внутреннее состояние генератора
    setstate(a) восстанавливает внутреннее состояние генератора a
    getrandbits(a) возвращает a случайно сгенерированных бит
    triangular(a, b, c) возвращает вещественное число от a до b с распределением c

    Здесь хотелось бы описать функцию seed. Она как раз и применяется для задания инициализирующего числа псевдо случайной последовательности. При вызове seed без параметра, берется значение системного таймера. Эта функция вызывается в конструкторе класса Random.

    В примерах мы рассмотрим, как применяются основные функции. А так же в конце рассмотрим как используется SystemRandom.

    Примеры

    Чтобы воспользоваться возможностями генерации случайных чисел в Python 3, следует произвести импорт библиотеки random, вынеся ее в начало исполняемого файла при помощи ключевого слова import.

    Вещественные числа

    В модуле есть одноименная функция random. В Python она используется чаще, чем другие функции этого модуля. Функция возвращает вещественное число в промежутке от 0 до 1. В следующем примере демонстрируется создание трех разных переменных a, b и c.

    Целые числа

    Для получения случайных целых чисел в определенном диапазоне используется функция randint, принимающая два аргумента: минимальное и максимальное значение. Программа, показанная ниже отображает генерацию трех разных значений в промежутке от 0 до 9.

    Диапазоны целых

    Метод randrange позволяет генерировать целочисленные значения, благодаря работе с тремя параметрами: минимальная и максимальная величина, а также длина шага. Вызвав функцию с одним аргументом, начальная граница получит значение 0, а интервал станет равен 1. Для двух аргументов автоматически инициализируется только длина шага. Работа данного метода с трема разными наборами параметров показана в следующем примере.

    Диапазоны вещественных

    Сгенерировать вещественное число поможет метод под названием uniform. Он принимает всего два аргумента, обозначающих минимальное и максимальное значения. Демонстрация его работы располагается в следующем примере кода, где создаются переменные a, b и c.

    Использование в генераторах

    Возможности генерации псевдослучайных чисел можно использовать и для создания последовательностей. В следующем фрагменте кода создается набор чисел при помощи генератора списка со случайным наполнением и длиной. Как можно заметить, в данном примере функция randint вызывается дважды: для каждого элемента и размера списка.

    Перемешивание

    Метод shuffle дает возможность перемешать содержимое уже созданного списка. Таким образом, все его элементы будут находиться в абсолютно случайном порядке. Пример, где отображается работа этой функции со списком a из 10 значений, располагается дальше.

    Случайный элемент списка

    При помощи функции choice можно извлечь случайный элемент из существующего набора данных. В следующем примере переменная b получает некое целое число из списка a.

    Несколько элементов списка

    Извлечь из последовательности данных можно не только один элемент, но и целый набор значений. Функция sample позволит получить абсолютно новый список чисел из случайных компонентов уже существующего списка. В качестве первого аргумента необходимо ввести исходную последовательность, а на месте второго указать желаемую длину нового массива.

    Генерация букв

    Возможности стандартной библиотеки позволяют генерировать не только числа, но и буквы. В следующем примере показывается инициализация трех разных переменных случайными символами латиницы. Для этого необходимо произвести импортирование модуля string, а затем воспользоваться списком letters, который включает все буквы английского алфавита.

    Как можно заметить, отображаются буквы в разном регистре. Для того чтобы преобразовать их к общему виду, рекомендуется вызвать стандартные строковые методы upper или lower.

    SystemRandom

    Как уже говорилось ранее, SystemRandom основана на os.urandom. Она выдает так же псевдослучайные данные, но они зависят дополнительно и от операционной системы. Результаты используются в криптографии. Есть недостаток — то что функции SystemRandom отрабатывают в несколько раз дольше. Рассмотрим пример использования:

    Заключение

    Таким образом, язык программирования Python содержит массу встроенных методов для генерации и обработки случайных значений. Пользоваться ими можно при помощи разных библиотек, входящих в стандартный набор инструментов платформы. Благодаря данным функциям можно задавать различные условия, а также ограничения для своих генераторов.

    Источник