细节

xCode 9.1, Swift 4

面向数学的解(1)

import Foundation

class Random {

    subscript<T>(_ min: T, _ max: T) -> T where T : BinaryInteger {
        get {
            return rand(min-1, max+1)
        }
    }
}

let rand = Random()

func rand<T>(_ min: T, _ max: T) -> T where T : BinaryInteger {
    let _min = min + 1
    let difference = max - _min
    return T(arc4random_uniform(UInt32(difference))) + _min
}

溶液使用方法(1)

let x = rand(-5, 5)       // x = [-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4]
let x = rand[0, 10]       // x = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

面向程序员的解决方案(2)

不要忘记在这里添加面向数学的解决方案(1)代码

import Foundation

extension CountableRange where Bound : BinaryInteger {

    var random: Bound {
        return rand(lowerBound-1, upperBound)
    }
}

extension CountableClosedRange where Bound : BinaryInteger {

    var random: Bound {
        return rand[lowerBound, upperBound]
    }
}

溶液使用方法(2)

let x = (-8..<2).random           // x = [-8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1]
let x = (0..<10).random           // x = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
let x = (-10 ... -2).random       // x = [-10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2]

完整的样品

不要忘记在这里添加溶液(1)和溶液(2)的代码

private func generateRandNums(closure:()->(Int)) {

    var allNums = Set<Int>()
    for _ in 0..<100 {
        allNums.insert(closure())
    }
    print(allNums.sorted{ $0 < $1 })
}

generateRandNums {
    (-8..<2).random
}

generateRandNums {
    (0..<10).random
}

generateRandNums {
    (-10 ... -2).random
}

generateRandNums {
    rand(-5, 5)
}
generateRandNums {
    rand[0, 10]
}

样品结果

你可以像在C中那样做:

let randomNumber = arc4random()

推断randomNumber类型为UInt32(32位无符号整数)

var randomNumber = Int(arc4random_uniform(UInt32(5)))

这里5将确保随机数是从0到4生成的。您可以设置相应的值。

从Swift 4.2开始

有一组新的api:

let randomIntFrom0To10 = Int.random(in: 0 ..< 10)
let randomDouble = Double.random(in: 1 ... 10)

所有数字类型现在都有random(in:)方法，该方法接受range。 它返回一个在该范围内均匀分布的数字。

博士TL;

那么，“好”的旧方法有什么错呢?

你必须使用导入的C api(它们在不同平台之间是不同的)。 而且……

如果我告诉你随机并不是那么随机呢?

如果您使用arc4random()(计算余数)，如arc4random() % aNumber，结果不是均匀分布在0和aNumber之间。有一个问题叫做模偏倚。

模的偏见

通常，该函数生成一个0到MAX之间的随机数(取决于类型等)。举个简单的例子，假设最大的数字是7，你关心的是一个范围为0 ..< 2(或者间隔[0,3)，如果你喜欢的话)。

单个数字的概率为:

0: 3/8 = 37.5% 1: 3/8 = 37.5% 2: 2/8 = 25%

换句话说，你更有可能得到0或1而不是2。 当然，请记住，这是非常简化的，MAX数字要高得多，使其更加“公平”。

Swift 4.2中的SE-0202 -随机统一解决了这个问题

使用arc4random_uniform ()

用法:

arc4random_uniform(someNumber: UInt32) -> UInt32

这将为您提供0到someNumber - 1范围内的随机整数。

UInt32的最大值为4,294,967,295(即2^32 - 1)。

例子:

抛硬币 让flip = arc4random_uniform(2) // 0或1 骰子滚 Let roll = arc4random_uniform(6) + 1 // 1 十月的任意一天 Let day = arc4random_uniform(31) + 1 // 1 90年代的任意一年 Let year = 1990 + arc4random_uniform(10)

一般形式:

let number = min + arc4random_uniform(max - min + 1)

其中number、max、min为UInt32。

是什么……

arc4random ()

你也可以通过使用arc4random()得到一个随机数，它会产生一个在0到2^32-1之间的UInt32。因此，要得到一个介于0和x-1之间的随机数，可以将其除以x并取余数。或者换句话说，使用余数运算符(%):

let number = arc4random() % 5 // 0...4

然而，这会产生轻微的模数偏差(参见这里和这里)，所以这就是为什么建议使用arc4random_uniform()。

从Int转换到Int

通常情况下，为了在Int和UInt32之间来回转换，这样做是很好的:

let number: Int = 10
let random = Int(arc4random_uniform(UInt32(number)))

但问题是，Int的范围是-2,147,483,648…2,147,483,647在32位系统和范围-9,223,372,036,854,775,808…9223,372,036,854,775,807在64位系统上。将其与0…4,294,967,295的UInt32范围进行比较。U (UInt32)表示无符号。

考虑以下错误:

UInt32(-1) // negative numbers cause integer overflow error
UInt32(4294967296) // numbers greater than 4,294,967,295 cause integer overflow error

所以你只需要确保你的输入参数是在UInt32范围内，你不需要输出是在这个范围之外。

更新日期:2022年6月9日。

斯威夫特5.7

假设我们有一个数组:

let numbers: [Int] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

对于iOS和macOS，你可以在Xcode的框架GameKit中使用系统范围内的随机源代码。在这里你可以找到GKRandomSource类及其sharerandom()类方法:

import GameKit

private func randomNumberGenerator() -> Int {
    let rand = GKRandomSource.sharedRandom().nextInt(upperBound: numbers.count)
    return numbers[rand]
}

randomNumberGenerator()

你也可以使用randomElement()方法返回一个集合的随机元素:

let randomNumber = numbers.randomElement()!
print(randomNumber)

或者使用arc4random_uniform()。注意，该方法返回UInt32类型。

let generator = Int(arc4random_uniform(11))
print(generator)

当然，我们也可以使用makeIterator()方法，该方法返回集合元素上的迭代器。

let iterator: Int = (1...10).makeIterator().shuffled().first!
print(iterator)

你在这里看到的最后一个例子通过静态func random(in range: ClosedRange<Int>) -> Int在指定范围内返回一个随机值。

let randomizer = Int.random(in: 1...10)
print(randomizer)

伪随机双位数生成器drand48()返回0.0到1.0之间的值。

import Foundation

let randomInt = Int(drand48() * 10)