有效地生成不同的随机数答案

【问题标题】：Generating distinct random numbers efficiently有效地生成不同的随机数
【发布时间】：2020-09-09 21:35:05
【问题描述】：

我的主要目的是在图像的像素上随机有效地分布一个缓冲区，但我一直在生成 distinct 随机数。我只是想要生成 0 和 N 之间的数字，但我也希望这些数字是不同的。另请注意，N 通常会很大，例如 2000 万，并且算法不必是加密安全的。

我不能使用随机随机播放方法，因为 N 非常大。我做了一些搜索，发现 Linear congruential generator 但参数 m 必须是素数，但我的 N 有时不是。

最后，我尝试了以下方法，但它不是很有效和可靠，因为它可能会引发超出最大调用堆栈大小错误。

next(max: number)
{
    let num = LCG.next()
    if (num <= max) return num
    return next(max)
}

【问题讨论】：

您的问题实际上没有任何重要的细节。没有关于语言，或者 LCG 的参数，或者为什么你认为你会得到一个堆栈大小错误，或者为什么你在一个简单的循环就足够的情况下使用递归。但是，使用 LCG 解决您所说的问题应该非常有效，只要 LCG 模数小于 2*N。但是，如果您需要加密质量安全，那么 LCG 将不够好。
很抱歉让您感到不适，虽然这不是一个正当的借口，但这是我在网上的第一个问题，我认为语言或参数并不那么重要，但很可能会将它们放在下一个时间。我确实得到了 maximum call stack size error，因为有可能依次获得比 N 大的许多数字，并且我认为循环和递归函数之间没有区别转换为机器代码，但当然它也取决于我没有说明的编程语言是 JavaScript。另外，我不需要加密质量安全。

【解决方案1】：

如果数字是不同的，那么它们就不是随机的。随机数可以重复；从不断减少的集合中选择不同的数字。这就是选号有放回和不放放的区别。

您需要从 0 到 2000 万的数字。正如您所发现的，这对于洗牌来说太大了。最好使用加密。因为加密是一对一的，只要你有不同的输入，你就会得到不同的输出。只需加密 0, 1, 2, 3, ... 你就会得到不同的输出。

您谈到使用线性同余 PRNG，所以我认为安全性并不重要。 2000 万大约是 2^24 或 2^26，所以你可以写一个简单的四轮 Feistel cipher 大小合适来完成这项工作。或者，使用带有Format preserving 方法之一的标准库密码将输出保持在您想要的范围内。

【讨论】：