Генерация случайных чисел в Objective-C
-
03-07-2019 - |
Вопрос
В основном я увлекаюсь Java, и мне нужен способ генерировать псевдослучайное число от 0 до 74.В Java я бы использовал метод:
Random.nextInt(74)
Меня не интересует обсуждение начальных значений или истинной случайности, меня интересует то, как выполнить ту же задачу в Objective-C.Я порылся в Google и обнаружил, что там много разной и противоречивой информации.
Решение
Вам следует использовать arc4random_uniform()
функция.Он использует превосходный алгоритм для rand
.Вам даже не нужно сажать семя.
#include <stdlib.h>
// ...
// ...
int r = arc4random_uniform(74);
А arc4random
справочная страница:
NAME arc4random, arc4random_stir, arc4random_addrandom -- arc4 random number generator LIBRARY Standard C Library (libc, -lc) SYNOPSIS #include <stdlib.h> u_int32_t arc4random(void); void arc4random_stir(void); void arc4random_addrandom(unsigned char *dat, int datlen); DESCRIPTION The arc4random() function uses the key stream generator employed by the arc4 cipher, which uses 8*8 8 bit S-Boxes. The S-Boxes can be in about (2**1700) states. The arc4random() function returns pseudo- random numbers in the range of 0 to (2**32)-1, and therefore has twice the range of rand(3) and random(3). The arc4random_stir() function reads data from /dev/urandom and uses it to permute the S-Boxes via arc4random_addrandom(). There is no need to call arc4random_stir() before using arc4random(), since arc4random() automatically initializes itself. EXAMPLES The following produces a drop-in replacement for the traditional rand() and random() functions using arc4random(): #define foo4random() (arc4random() % ((unsigned)RAND_MAX + 1))
Другие советы
Использовать arc4random_uniform(upper_bound)
функция для генерации случайного числа в пределах диапазона.Следующее сгенерирует число от 0 до 73 включительно.
arc4random_uniform(74)
arc4random_uniform(upper_bound)
избегает смещение по модулю как описано на странице руководства:
arc4random_uniform() вернет равномерно распределенное случайное число, меньшее, чем Upper_bound.arc4random_uniform() рекомендуется использовать вместо таких конструкций, как ``arc4random() % Upper_bound'', так как он позволяет избежать "смещение по модулю", когда верхняя граница не является степенью двойки.
То же, что и C, вы бы сделали
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
...
srand(time(NULL));
int r = rand() % 74;
(при условии, что вы имели в виду включение 0, но исключение 74, что и делает ваш пример Java)
Редактировать: Смело заменяйте random()
или arc4random()
для rand()
(что, как отмечали другие, довольно отстойно).
Я подумал, что могу добавить метод, который использую во многих проектах.
- (NSInteger)randomValueBetween:(NSInteger)min and:(NSInteger)max {
return (NSInteger)(min + arc4random_uniform(max - min + 1));
}
Если я использую его во многих файлах, я обычно объявляю макрос как
#define RAND_FROM_TO(min, max) (min + arc4random_uniform(max - min + 1))
Например.
NSInteger myInteger = RAND_FROM_TO(0, 74) // 0, 1, 2,..., 73, 74
Примечание:Только для iOS 4.3/OS X v10.7 (Lion) и более поздних версий.
Это даст вам плавающая запятая число от 0 до 47
float low_bound = 0;
float high_bound = 47;
float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*(high_bound-low_bound)+low_bound);
Или просто просто
float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*47);
Как нижняя, так и верхняя граница могут быть отрицательный также.В приведенном ниже примере кода выдается случайное число от -35,76 до +12,09.
float low_bound = -35.76;
float high_bound = 12.09;
float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*(high_bound-low_bound)+low_bound);
Преобразовать результат в округление Целое число ценить:
int intRndValue = (int)(rndValue + 0.5);
Согласно странице руководства по rand(3), семейство функций rand устарело благодаря random(3).Это связано с тем, что младшие 12 бит rand() проходят циклически.Чтобы получить случайное число, просто заполните генератор, вызвав srandom() с беззнаковым начальным числом, а затем вызовите random().Итак, эквивалент приведенного выше кода будет
#import <stdlib.h>
#import <time.h>
srandom(time(NULL));
random() % 74;
Вам нужно будет вызвать srandom() только один раз в вашей программе, если вы не хотите изменить свое начальное число.Хотя вы сказали, что не хотите обсуждать действительно случайные значения, rand() — довольно плохой генератор случайных чисел, а функция rand() по-прежнему страдает от смещения по модулю, поскольку генерирует число от 0 до RAND_MAX.Так, например.если RAND_MAX равен 3, а вам нужно случайное число от 0 до 2, вероятность получить 0 в два раза выше, чем 1 или 2.
Лучше использовать arc4random_uniform
.Однако это недоступно ниже iOS 4.3.К счастью, iOS свяжет этот символ во время выполнения, а не во время компиляции (поэтому не используйте директиву препроцессора #if, чтобы проверить, доступен ли он).
Лучший способ определить, есть ли arc4random_uniform
доступен, это сделать что-то вроде этого:
#include <stdlib.h>
int r = 0;
if (arc4random_uniform != NULL)
r = arc4random_uniform (74);
else
r = (arc4random() % 74);
Я написал свой собственный служебный класс случайных чисел просто для того, чтобы у меня было что-то, что функционировало бы немного похоже на Math.random() в Java.У него всего две функции, и все они сделаны на C.
Заголовочный файл:
//Random.h
void initRandomSeed(long firstSeed);
float nextRandomFloat();
Файл реализации:
//Random.m
static unsigned long seed;
void initRandomSeed(long firstSeed)
{
seed = firstSeed;
}
float nextRandomFloat()
{
return (((seed= 1664525*seed + 1013904223)>>16) / (float)0x10000);
}
Это довольно классический способ генерации псевдослучайных чисел.В моем делегате приложения я вызываю:
#import "Random.h"
- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application
{
initRandomSeed( (long) [[NSDate date] timeIntervalSince1970] );
//Do other initialization junk.
}
Потом я просто говорю:
float myRandomNumber = nextRandomFloat() * 74;
Обратите внимание, что этот метод возвращает случайное число от 0,0f (включительно) до 1,0f (исключительно).
Уже есть несколько отличных и четко сформулированных ответов, но вопрос требует случайного числа от 0 до 74.Использовать:
arc4random_uniform(75)
Начиная с iOS 9 и OS X 10.11, вы можете использовать новые классы GameplayKit для генерации случайных чисел различными способами.
У вас есть четыре типа источника на выбор:общий случайный источник (безымянный, система сама выбирает, что он делает), линейный конгруэнтный, ARC4 и Mersenne Twister.Они могут генерировать случайные целые, плавающие и логические значения.
На самом простом уровне вы можете сгенерировать случайное число из встроенного в систему случайного источника следующим образом:
NSInteger rand = [[GKRandomSource sharedRandom] nextInt];
Это генерирует число от -2 147 483 648 до 2 147 483 647.Если вам нужно число от 0 до верхней границы (исключительно), вы должны использовать это:
NSInteger rand6 = [[GKRandomSource sharedRandom] nextIntWithUpperBound:6];
GameplayKit имеет несколько встроенных удобных конструкторов для работы с игральными костями.Например, вы можете бросить шестигранный кубик следующим образом:
GKRandomDistribution *d6 = [GKRandomDistribution d6];
[d6 nextInt];
Кроме того, вы можете сформировать случайное распределение, используя такие вещи, как GKShuffledDistribution
.
Создать случайное число от 0 до 99:
int x = arc4random()%100;
Создать случайное число от 500 до 1000:
int x = (arc4random()%501) + 500;
//В следующем примере будет сгенерировано число от 0 до 73.
int value;
value = (arc4random() % 74);
NSLog(@"random number: %i ", value);
//In order to generate 1 to 73, do the following:
int value1;
value1 = (arc4random() % 73) + 1;
NSLog(@"random number step 2: %i ", value1);
Выход:
случайное число: 72
случайное число, шаг 2: 52
Для разработки игр используйте функцию rand() для генерации случайных чисел.Вероятно, как минимум в 5 раз быстрее, чем при использовании arc4random().Смещение по модулю не является проблемой, особенно для игр, когда генерируются случайные числа с использованием всего диапазона rand().Обязательно сначала посейте.Вызовите srandomdev() в AppDelegate.Вот некоторые вспомогательные функции:
static inline int random_range(int low, int high){ return (random()%(high-low+1))+low;}
static inline CGFloat frandom(){ return (CGFloat)random()/UINT32_C(0x7FFFFFFF);}
static inline CGFloat frandom_range(CGFloat low, CGFloat high){ return (high-low)*frandom()+low;}