rand(3) / random(3) / arc4random(3)

在CPU周期内,进程和线程这样的封闭的数字宇宙中,没有真正的随机性,只有伪随机性(pseudorandomness)。

下面是Objective-C中与随机有关的问题和误解,我们一起来看一下。


如何生成一个Objective-C的随机数?

使用arc4random()及其相关功能。具体而言,产生一个0和N-1之间的随机数,使用arc4random_uniform(),从而避免模偏差(modulo bias)

0到N-1之间的随机整数

NSUInteger r = arc4random_uniform(N);

1到N之间的随机整数

NSUInteger r = arc4random_uniform(N) + 1;

0到1之间的随机浮点数(double)

如果你要生成一个随机double或float,另一个很好的功能是较模糊的rand48家族,包括drand48(3)。

srand48(time(0));
double r = drand48();

不像arc4random函数,rand48函数在产生随机数之前需要种子的初始值。这个种子函数srand48(3)应该只运行一次。

如何从一个NSArray选择一个随机元素?

if ([array count] > 0) {
    id obj = array[arc4random_uniform([array count])];
}

随机排序一个NSArray

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray arrayWithArray:array];
NSUInteger count = [mutableArray count];
// See http://en.wikipedia.org/wiki/Fisher–Yates_shuffle
if (count > 1) {
    for (NSUInteger i = count - 1; i > 0; --i) {
        [mutableArray exchangeObjectAtIndex:i withObjectAtIndex:arc4random_uniform((int32_t)(i + 1))];
    }
}
NSArray *randomArray = [NSArray arrayWithArray:mutableArray];

生成一个随机字符串

生成一个随机的小写NSString

如果你是对一个已知的,连续范围内的Unicode字符串做处理,例如小写字母(U+0061 - U+007A),你可以从char做一个简单的换算:

NSString *letter = [NSString stringWithFormat:@"%c", arc4random_uniform(26) + 'a'];

为什么要使用arc4random(3),而不是rand(3)或random(3)?

  • arc4random不需要初始种子(用srand或srandom),使它更容易使用。
  • arc4random范围可达0x100000000(4294967296),而rand和random的上限在RAND_MAX = 0x7fffffff(2147483647)。
  • rand的结果不够随机,更容易被人预测。

什么是rand(3),random(3)和arc4random(3),以及它们从哪里来的?

  • rand是一个标准的C函数。
  • random是定义为POSIX标准的一部分。
  • arc4random是由BSD及其衍生平台提供的。
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