生成唯一且随机的整数

Posted 2023-02-25

【中文标题】生成唯一且随机的整数

【英文标题】：Generate an unique and random integer

【发布时间】：2017-06-06 16:43:08

【问题描述】：

我想创建具有 public_id 的用户帐户，它始终是唯一的整数随机（非增量）值。

我可以使用循环来检查随机整数是否唯一，但这似乎不是一个很好的解决方案。

我找到了一些字母数字生成器，我想我可以使用一些字符串到整数转换器将它们转换为整数，但是有没有特定于整数的方法？

我也担心可能的碰撞，但从长远来看，机会似乎总是存在的。(?)

【问题讨论】：

“我想制作....我可以转换它们” - 向我们展示您制作的内容，除非您需要指导或为您编写；是哪一个？

【参考方案1】：

您可以使用像 mt_rand 这样的原生 php 函数之一，或者使用更可靠的方式 - 基于 microtime 函数生成整数。

为确保该值是唯一的，您需要在 DB 中的列上添加唯一索引并写入“ON DUPLICATE UPDATE”以插入/更新查询，如果该值不是唯一的，则会向该值添加一些数字

【参考方案2】：

您可以使用带有大句号的linear congruential generator。

这是一个生成唯一整数的方法，它总是有 6 位数字。在生成 100000 到 996722 之间的所有数字之前，它不会生成重复，这为您提供了近 900 000 个不同的数字。

条件是你可以为函数提供它最后生成的数字。因此，如果您将数字存储在数据库中，则必须以某种方式检索最后分配的数字，以便将其提供给此函数：

function random_id($prev) 
    return 100000 + (($prev-100000)*97 + 356563) % 896723;


$prev = 100000; // must be a 6 digit number: the initial seed.
// Generate the first 10 pseudo-random integers.
for ($i = 0; $i < 10; $i++) 
    $prev = random_id($prev);
    echo $prev . "\n";

前 10 个数字的上述生成产生：

456563
967700
331501
494085
123719
963860
855744
232445
749606
697735

您可以按照参考文章中关于在线性同余生成器中获取 完整周期 中的规则对其他范围执行此操作。具体来说，如果要生成具有 n 个数字的数字，其中第一个数字不能为零（因此介于 10^n-1 和 10ⁿ -1)，然后我发现最容易找到一个刚好低于 9⋅10^n-1 的大素数作为公式的最后一个数字。其他两个数字可以是任何正整数，但最好保持第一个较小以避免溢出。

但是，PHP 整数仅限于 PHP_INT_MAX（通常为 2147483647），因此对于 10 位或更多位的数字，您需要使用浮点运算符。那时不应使用 % 运算符。请改用fmod。

例如，要生成 12 位数字，您可以使用以下公式：

function random_id($prev) 
    return 100000000000 + fmod((($prev-100000000000)*97 + 344980016453), 899999999981);


$prev = 100000000000; // must be a 12 digit number: the initial seed.
// Generate the first 10 pseudo-random integers.
for ($i = 0; $i < 10; $i++) 
    $prev = random_id($prev);
    echo $prev . "\n";

【讨论】：

如果我想要一个 12 位整数，应该怎么做？

我添加了更多信息来生成 n 位数字，并提供了 12 位数字的代码。如果此答案适合您的需求，请mark it as accepted。

最好使用像openssl_random_pseudo_bytes 这样的实际加密随机源。滚动您自己的随机数生成器并不是一个好主意。

@tadman，这个问题的要求不是产生加密随机数，而是产生具有完整周期的（伪）随机数，即。在生成所有可用数字之前，保证不会产生相同的数字。显然，这使得在这样一个时期结束时生成的数字几乎不是随机的：您可以预测该系列的最后一个。但这是这里的要求。

这不是问题本身所说的。它说随机和独特。给定足够的位，任何足够随机的源都将具有最小的冲突。 64 位值不太可能发生冲突。假设 PRNG 足够健壮，256 位值可能永远不会发生冲突。

【参考方案3】：

使用 timeStamp 确实会做得很好，因为它使用时间来生成随机数。您还可以将以下函数与其他随机生成的数字连接起来。

function passkey($format = 'u', $utimestamp = null)
    if (is_null($utimestamp)) 
        $utimestamp = microtime(true);  
    

    $timestamp = floor($utimestamp);
    $milliseconds = round(($utimestamp - $timestamp) * 1000000);

    return date(preg_replace('`(?<!\\\\)u`', $milliseconds, $format),$timestamp);


echo passkey();  // 728362

【参考方案4】：

有两种可能的解决方案：

1) 如果你的“长期”真的很长 - 这意味着这是 可能，您已经用完了 PHP_INT_MAX 并且没有 only-integer-specific 方式。

2) 如果您没有超出 PHP_INT_MAX - 那么您需要一些存储空间 检查ID。

如果是 1，您可以使用库 hashids。为避免冲突 - 您需要在输入时添加一些增量计数器。然后您可以将字符串按每个字母转换回整数。

如果是 2 - 您可以使用一些内存数据库（如 redis）来提高性能。