在Objective-C中生成随机数

我主要是Java,我想要一种方法来生成0到74之间的伪随机数。在Java我会使用该方法:

Random.nextInt(74)

我对讨论种子或真正的随机性不感兴趣,只是你如何在Objective-C中完成相同的任务。我搜索了Google,似乎有很多不同且相互冲突的信息。

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和C一样,你会做

#include <time.h>
#include <stdlib.h>
...
srand(time(NULL));
int r = rand() % 74;

(假设您的意思是包括0但不包括74,这就是您的Java示例所做的)

编辑:随意将random()arc4random()替换为rand()(正如其他人指出的那样,这非常糟糕)。

根据rand(3)的手册页,rand系列函数已经被随机(3)淘汰了。这是因为rand()的低12位经历了循环模式。要获得随机数,只需用无符号种子调用s随机()来为生成器播种,然后调用随机()。所以,上面的代码相当于

#import <stdlib.h>
#import <time.h>


srandom(time(NULL));
random() % 74;

除非你想改变你的种子,否则你只需要在你的程序中调用一次s随机()。尽管你说过你不想讨论真正的随机值,但rand()是一个非常糟糕的随机数生成器,随机()仍然受到模偏的影响,因为它会生成一个介于0和RAND_MAX之间的数字。例如,如果RAND_MAX是3,并且你想要一个介于0和2之间的随机数,你得到0的可能性是1或2的两倍。

您应该使用arc4random_uniform()函数。它使用的算法优于rand。您甚至不需要设置种子。

#include <stdlib.h>
// ...
// ...
int r = arc4random_uniform(74);

arc4random手册页:

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))

我编写了自己的随机数实用程序类,这样我就可以在Java中使用更像Math.random()的功能。它只有两个函数,而且都是用C编写的。

头文件:

//Random.h
void initRandomSeed(long firstSeed);
float nextRandomFloat();

实现文件:

//Random.m
static unsigned long seed;


void initRandomSeed(long firstSeed)
{
seed = firstSeed;
}


float nextRandomFloat()
{
return (((seed= 1664525*seed + 1013904223)>>16) / (float)0x10000);
}

这是生成伪随机的一种非常经典的方法。在我的应用程序委托中,我调用:

#import "Random.h"


- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application
{
initRandomSeed( (long) [[NSDate date] timeIntervalSince1970] );
//Do other initialization junk.
}

后来我只是说:

float myRandomNumber = nextRandomFloat() * 74;

请注意,此方法返回一个介于0.0f(包括)和1.0f(不包括)之间的随机数。

使用arc4random_uniform(upper_bound)函数生成一个范围内的随机数。以下将生成一个介于0和73之间的数字。

arc4random_uniform(74)

arc4random_uniform(upper_bound)避免了手册页中描述的模偏置

arc4random_uniform()将返回一个小于upper_bound的均匀分布随机数。arc4random_uniform()被推荐使用,而不是像"arc()%upper_bound"这样的结构,因为当上限不是2的幂时,它避免了"模偏置"。

这将为您提供一个介于0和47之间的浮点数数字

float low_bound = 0;
float high_bound = 47;
float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*(high_bound-low_bound)+low_bound);

或者只是简单地

float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*47);

下限和上限也可以是。下面的示例代码为您提供了一个介于-35.76和+12.09之间的随机数

float low_bound = -35.76;
float high_bound = 12.09;
float rndValue = (((float)arc4random()/0x100000000)*(high_bound-low_bound)+low_bound);

将结果转换为圆角整数值:

int intRndValue = (int)(rndValue + 0.5);

最好使用arc4random_uniform。但是,这在iOS4.3以下不可用。幸运的是iOS将在运行时绑定此符号,而不是在编译时(所以不要使用#if预处理器指令来检查它是否可用)。

确定arc4random_uniform是否可用的最佳方法是执行以下操作:

#include <stdlib.h>


int r = 0;
if (arc4random_uniform != NULL)
r = arc4random_uniform (74);
else
r = (arc4random() % 74);

我想我可以添加一个我在许多项目中使用的方法。

- (NSInteger)randomValueBetween:(NSInteger)min and:(NSInteger)max {
return (NSInteger)(min + arc4random_uniform(max - min + 1));
}

如果我最终在许多文件中使用它,我通常会将宏声明为

#define RAND_FROM_TO(min, max) (min + arc4random_uniform(max - min + 1))

例如。

NSInteger myInteger = RAND_FROM_TO(0, 74) // 0, 1, 2,..., 73, 74

注意:仅适用于iOS4.3/OS X v10.7(Lion)及更高版本

生成0到99之间的随机数:

int x = arc4random()%100;

生成500到1000之间的随机数:

int x = (arc4random()%501) + 500;

已经有一些很好的,清晰的答案,但是问题要求在0到74之间的随机数。使用:

arc4random_uniform(75)

//下面的示例将生成一个介于0和73之间的数字。

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);

输出:

  • 随机数:<强>72

  • 随机数步骤2:52

从iOS9和OS X 10.11开始,您可以使用新的GameplayKit类以各种方式生成随机数。

您有四种源类型可供选择:一般随机源(未命名,由系统选择它的作用)、线性同余、ARC4和Mersenne Twister。这些可以生成随机整数、浮点数和布尔数。

在最简单的层面上,您可以从系统的内置随机源生成一个随机数,如下所示:

NSInteger rand = [[GKRandomSource sharedRandom] nextInt];

这将生成一个介于-2,147,483,648和2,147,483,647之间的数字。如果你想要一个介于0和上限(不包括)之间的数字,你可以使用:

NSInteger rand6 = [[GKRandomSource sharedRandom] nextIntWithUpperBound:6];

GameplayKit内置了一些方便的构造函数来处理骰子。例如,你可以像这样滚动六面骰子:

GKRandomDistribution *d6 = [GKRandomDistribution d6];
[d6 nextInt];

另外,您可以使用GKShuffledDistribution之类的东西来塑造随机分布。

对于游戏开发人员来说,使用随机()来生成随机。可能至少比使用Arc 4随机()快5倍。模偏差不是问题,特别是对于游戏来说,当使用全范围的随机()生成随机时。一定要先播种。在App的代表中调用s随机dev()。这是一些帮助函数:

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;}