JS生成相同的随机数(伪随机数)

Posted 2022-11-30 _Unique_

尊重博主版权，该博客引用了以下博客内容：详谈JS中实现种子随机数及作用

最近开发遇到了一个新功能，要求做到相同随机数。何为相同随机数，即每次使用相同的随机种子，产生相同的数字。在网上找了一下，只找到上面一篇博客，所以，这里为了让更多的人了解，博主决定自己写一篇博客，将原博客内容引用过来，让更多的人能够了解到这一内容。

其实，我们平时在开发过程中，经常会遇到随机数问题，例如，随机抽奖，微信飞机大战中，随机产生敌人位置等等。但实际上这些都是伪随机，用C语言开发的时候，使用random函数的时候，会发现，当我们直接调用这个方法的时候，每次运行都产生相同的随机数，所以，在调用这个方法的时候，都会用时间来做随机种子。当然，在JS中直接调用Math.random方法，就能直接产生随机数，这里不需要设置时间种子，JS底层已经为我们设置了随机种子，而且，每次是不一样的。既然是伪随机，那么，我们可以根据这个特性，每次设置相同的随机数，每次运行的时候，都产生相同的随机数。

Math.seed = 5; 
Math.seededRandom = function(max, min)  
    max = max || 1;
    min = min || 0; 
    Math.seed = (Math.seed * 9301 + 49297) % 233280; 
    var rnd = Math.seed / 233280.0;
    return min + rnd * (max - min); 
;
for (var i= 0; i<10; i++) 
     console.log(Math.seededRandom()); 

这里的Math.seed是自己定义的一个变量，Math.seededRandom也是自己定义的一个方法，如果不喜欢这种方式，也可以定义成其他的名字。下面，引用原博主的内容：

运行如上代码你会发现如果种子Math.seed不变，那么生成的随机数是不会变化的，哦了，如果引入这个函数，那么重现游戏场景可以实现了，虽然还需要做更多的细节处理，但机制上是能保证的，本文的重点不是实现一个这样的游戏。

本文的重点是：(Math.seed * 9301 + 49297) % 233280，为什么会是这三个值，而不是其它的到底这三个数字有什么神秘的

来历呢？

像Math.seededRandom这种伪随机数生成器叫做线性同余生成器（LCG, Linear Congruential Generator)，几乎所有的运行库

提供的rand都是采用的LCG，形如：

I n+1=aI n+c(mod m)

生成的伪随机数序列最大周期m，范围在0到m-1之间。要达到这个最大周期，必须满足：
1.c与m互质

2.a - 1可以被m的所有质因数整除

3.如果m是4的倍数，a - 1也必须是4的倍数

以上三条被称为Hull-Dobell定理。作为一个伪随机数生成器，周期不够大是不好意思混的，所以这是要求之一。因此才有了：

a=9301, c = 49297, m = 233280这组参数，以上三条全部满足。

下面，我们来继续讨论刚刚上面的恢复敌人位置的问题。现在我们可以自己产生随机数了，而且，按照我们的要

求，可以每次都产生相同的随机数了。也就是说，我们可以每次随机敌人的位置了。

这时有人会问，为什么要每次产生相同的随机数呢？其实，这里有很大的用处，例如，我们在玩一个游戏的时候，随机产生了几个敌人的位置，这个时候，如果网络不好，重新连接进来，会发现，敌人的位置变了，此时，玩家看起来，就会发小屏幕上敌人位置发生了跳动，从玩家体验的角度来说，这是一种很差的体验。有人会说，为什么不在恢复现场的时候，直接将敌人的位置全部发送回来呢？下面，我来举一个简单的例子，来说明这个问题：

如果我们将敌人定义为1~10种类型，那么，正常情况下，如果我们为了在重新进入游戏的时候，继续上面的进度进行游戏，我们会将敌人类型和敌人位置都传回来，此时，我们传回来的数据格式，我用JSON简单来表示，大概应该是这种：

    'enemyList':[
        'enemyType':1,
        'x':33,
        'y':25
    ,
        'enemyType':2,
        'x':45,
        'y':67
    ,
        'enemyType':3,
        'x':84,
        'y':12
    ]

那么，如果我们需要在服务器记录所有敌人的位置，如果用户量比较大，其实这数据量就挺大的了，而且，在重新进入游戏的时候，其实传回来的数据也是不少的。那下面，我们换一种思路，这次，我们每次计算玩家的位置都用随机数来计算，然后，当我们重新进入游戏的时候，服务器将相同的随机数种子发送到客户端，让服务器自己计算位置，同时将敌人的类型发回来，大概的数据格式如下：

    'seed': 12345,
    'enemyList':[1,2,3]

有没有觉得很精简，这样，不仅服务器储存的数据量大大减少，而且，服务器给客户端发包的时候，数据量也较少了好多，差不多是之前的1/3，这在开发中，真的好处很多的，玩家网络不好，中间网络断了，重新连接，可以恢复玩家当前的场景，网络不好，重连的时候，数据量减少了好多，如果用第一种办法，那重连了数据量反倒挺大的，这并不符合开发的要求啊，所以，在这里，随机数就真的起了大的作用。

以上就是产生相同随机数的方法，如果有什么描述不清楚地地方，欢迎大家留言交流！