在 Objective-C 中生成随机数

Question

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

Random.nextInt(74)

我对关于种子或真正随机性的讨论不感兴趣，只是讨论如何在 Objective-C 中完成相同的任务。我搜索了谷歌，似乎有很多不同且相互矛盾的信息。

Answer 1

您应该使用arc4random_uniform() 函数。它使用优于rand 的算法。你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))

Answer 2

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 modulo bias 如手册页所述：

arc4random_uniform() 将返回一个小于upper_bound 的均匀分布的随机数。建议使用 arc4random_uniform() 而非 ``arc4random() % upper_bound'' 之类的结构，因为当上限不是 2 的幂时，它会避免使用 "modulo bias"。

Answer 3

和 C 一样，你会这样做

#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，这是您的 Java 示例所做的）

编辑：随意将random() 或arc4random() 替换为rand()（正如其他人指出的那样，这很糟糕）。

Answer 4

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 iOS 4.3/OS X v10.7 (Lion) 及更高版本

Answer 5

这将为您提供一个介于 0 和 47 之间的浮点数

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

或者干脆

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

下限和上限也可以为负。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);

将结果转换为更圆的整数值：

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

Answer 6

根据 rand(3) 的手册页，rand 系列函数已被 random(3) 淘汰。这是因为 rand() 的低 12 位经过循环模式。要获得一个随机数，只需通过使用无符号种子调用 srandom() 为生成器播种，然后调用 random()。所以，上面的代码相当于

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

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

除非您想更改种子，否则您只需在程序中调用一次 srandom()。尽管您说您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，并且 random() 仍然存在模偏差，因为它会生成一个介于 0 和 RAND_MAX 之间的数字。所以，例如如果 RAND_MAX 为 3，并且您想要一个介于 0 和 2 之间的随机数，那么您获得 0 的可能性是 1 或 2 的两倍。

Answer 7

最好使用arc4random_uniform。但是，这在 iOS 4.3 以下不可用。幸运的是，iOS 会在运行时绑定这个符号，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);

Answer 8

我编写了自己的随机数实用程序类，只是为了让我的功能更像 Java 中的 Math.random()。它只有两个功能，而且都是用 C 语言编写的。

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);
}

这是一种非常经典的生成伪随机数的方法。在我的应用委托中，我调用：

#import "Random.h"

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

然后我就说：

float myRandomNumber = nextRandomFloat() * 74;

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

Answer 9

已经有一些很好的、清晰的答案，但问题要求一个介于 0 到 74 之间的随机数。使用：

arc4random_uniform(75)

Answer 10

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;

Answer 11

从 iOS 9 和 OS X 10.11 开始，您可以使用新的 GameplayKit 类以多种方式生成随机数。

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

在最简单的层面上，您可以像这样从系统内置的随机源生成一个随机数：

NSInteger rand = [[GKRandomSource sharedRandom] nextInt];

这会生成一个介于 -2,147,483,648 和 2,147,483,647 之间的数字。如果您想要一个介于 0 和上限（不包括）之间的数字，您可以使用：

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，您可以像这样掷六面骰子：

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

此外，您还可以使用 GKShuffledDistribution 之类的东西来塑造随机分布。

Answer 12

//以下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：72

• 随机数第二步：52

Answer 13

对于游戏开发者，使用 random() 来生成随机数。可能比使用 arc4random() 快至少 5 倍。当使用全范围的 random() 生成随机数时，模偏差不是问题，尤其是对于游戏。一定要先播种。在 AppDelegate 中调用 srandomdev()。下面是一些辅助函数：

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;}