详解随机数的生成

Posted 2023-04-27

参考技术A 随机数参与的应用场景大家一定不会陌生，比如密码加盐时会在原密码上关联一串随机数，蒙特卡洛算法会通过随机数采样等等。Python内置的random模块提供了生成随机数的方法，使用这些方法时需要导入random模块。

下面介绍下Python内置的random模块的几种生成随机数的方法。

1、random.random()随机生成 0 到 1 之间的浮点数[0.0, 1.0)。注意的是返回的随机数可能会是 0 但不可能为 1，即左闭右开的区间。

2、random.randint(a , b)随机生成 a 与 b 之间的整数[a, b]，a<=n<=b，随机整数不包含 b 时[a, b)可以使用 random.randrange() 方法。

3、random.randrange(start,stop,step)按步长step随机在上下限范围内取一个随机数，start<=n<stop。

4、random.uniform(a, b)随机生成 a 与 b 之间的浮点数[a, b]，a<=n<=b。

5、random.choice()从列表中随机取出一个元素，比如列表、元祖、字符串等。注意的是，该方法需要参数非空，否则会抛出 IndexError 的错误。

6、random.shuffle(items) 把列表 items 中的元素随机打乱。注意的是，如果不想修改原来的列表，可以使用 copy 模块先拷贝一份原来的列表。

7、random.sample(items, n)从列表 items 中随机取出 n 个元素。

Python 的random模块产生的随机数其实是伪随机数，依赖于特殊算法和指定不确定因素(种子seed)来实现。如randint方法生成一定范围内的随机数，会先指定一个特定的seed，将seed通过特定的随机数产生算法，得到一定范围内随机分布的随机数。因此对于同一个seed值的输入产生的随机数会相同，省略参数则意味着使用当前系统时间秒数作为种子值，达到每次运行产生的随机数都不一样。

numpy库也提供了random模块，用于生成多维度数组形式的随机数。使用时需要导入numpy库。

下面介绍下numpy库的random模块的几种生成随机数的方法。

1、numpy.random.rand(d0,d1,…,dn)

2、numpy.random.randn(d0,d1,…,dn)

3、numpy.random.randint(low, high=None, size=None, dtype=’l’)

4、numpy.random.seed()

Php中常见的4种随机密码生成方法详解

使用PHP开发应用程序，尤其是网站程序，常常需要生成随机密码，如用户注册生成随机密码，用户重置密码也需要生成一个随机的密码。随机密码也就是一串固定长度的字符串，这里我收集整理了几种生成随机字符串的方法，以供大家参考。

　　方法一：

　　1、在 33– 126 中生成一个随机整数，如 35，

　　2、将 35 转换成对应的ASCII码字符，如 35 对应 #

　　3、重复以上 1、2 步骤 n 次，连接成 n 位的密码

　　该算法主要用到了两个函数， mt_rand( int $min , int $max ) 函数用于生成随机整数，其中 $min– $max 为 ASCII 码的范围，这里取 33-126 ，可以根据需要调整范围，如ASCII码表中 97– 122 位对应 a – z 的英文字母，具体可参考 ASCII码表 ； chr( int $ascii ) 函数用于将对应整数 $ascii 转换成对应的字符。

　　function create_password($pw_length= 8) {

　　$randpwd =‘‘;

　　for ($i= 0; $i < $pw_length; $i++)

　　{

　　$randpwd .=chr(mt_rand(33, 126));

　　}

　　return $randpwd;

　　}

　　// 调用该函数，传递长度参数$pw_length= 6echo create_password(6);

　　方法二：

　　1、预置一个的字符串 $chars ，包括 a– z，A – Z，0 –9，以及一些特殊字符

　　2、在 $chars 字符串中随机取一个字符

　　3、重复第二步 n 次，可得长度为 n 的密码

　　function generate_password($length = 8 ) {

　　// 密码字符集，可任意添加你需要的字符

　　$chars =‘[email protected]#$%^&*()-_[]{}<>~`+=,.;:/?|‘;

　　$password =‘‘;

　　for ($i = 0; $i < $length; $i++ )

　　{

　　// 这里提供两种字符获取方式

　　// 第一种是使用 substr 截取$chars中的任意一位字符；

　　// 第二种是取字符数组 $chars 的任意元素

　　// $password.= substr($chars, mt_rand(0, strlen($chars) - 1), 1);

　　$password .=$chars[ mt_rand(0, strlen($chars) - 1) ];

　　}

　　return$password;

　　}

　　方法三：

　　1、预置一个的字符数组 $chars ，包括 a– z，A – Z，0 –9，以及一些特殊字符

　　2、通过 array_rand() 从数组 $chars 中随机选出 $length 个元素

　　3、根据已获取的键名数组 $keys，从数组 $chars 取出字符拼接字符串。该方法的缺点是相同的字符不会重复取。

　　function make_password($length = 8 ) {

　　// 密码字符集，可任意添加你需要的字符

　　$chars= array(‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘, ‘e‘,‘f‘, ‘g‘, ‘h‘,

　　‘i‘, ‘j‘,‘k‘, ‘l‘,‘m‘, ‘n‘, ‘o‘, ‘p‘, ‘q‘, ‘r‘, ‘s‘,

　　‘t‘, ‘u‘,‘v‘, ‘w‘, ‘x‘, ‘y‘,‘z‘, ‘A‘, ‘B‘, ‘C‘, ‘D‘,

　　‘E‘, ‘F‘,‘G‘, ‘H‘, ‘I‘, ‘J‘, ‘K‘, ‘L‘,‘M‘, ‘N‘, ‘O‘,

　　‘P‘, ‘Q‘,‘R‘, ‘S‘, ‘T‘, ‘U‘, ‘V‘, ‘W‘, ‘X‘, ‘Y‘,‘Z‘,

　　‘0‘, ‘1‘,‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘!‘,

　　‘@‘,‘#‘,‘$‘, ‘%‘, ‘^‘, ‘&‘, ‘*‘, ‘(‘, ‘)‘, ‘-‘, ‘_‘,

　　‘[‘, ‘]‘,‘{‘, ‘}‘, ‘<‘, ‘>‘, ‘~‘, ‘`‘, ‘+‘, ‘=‘, ‘,‘,

　　‘.‘, ‘;‘,‘:‘, ‘/‘, ‘?‘, ‘|‘);

　　// 在 $chars 中随机取 $length 个数组元素键名

　　$keys =array_rand($chars, $length);

　　$password =‘‘;

　　for($i= 0; $i < $length; $i++)

　　{

　　// 将 $length 个数组元素连接成字符串

　　$password .=$chars[$keys[$i]];

　　}

　　return $password;

　　}

　　方法四：

　　本方法是本文被蓝色理想转载后，一名网友提供的一个新方法，算法简单，代码简短，只是因为md5()函数的返回值的缘故，生成的密码只包括字母和数字，不过也算是一个不错的方法。算法思想：

　　1、time() 获取当前的 Unix 时间戳

　　2、将第一步获取的时间戳进行 md5() 加密

　　3、将第二步加密的结果，截取 n 位即得想要的密码

　　function get_password($length = 8 ) {

　　$str =substr(md5(time()), 0, 6);

　　return $str;

　　}

　　时间效率对比

　　我们使用以下PHP代码，计算上面的 4 个随机密码生成函数生成 6 位密码的运行时间，进而对他们的时间效率进行一个简单的对比。