我意识到Swift书籍提供了一个随机数生成器的实现。复制和粘贴这个实现是最佳实践吗?或者有没有这样的库,我们现在就可以使用?
当前回答
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
其他回答
这里有一个库可以很好地完成这项工作 https://github.com/thellimist/SwiftRandom
public extension Int {
/// SwiftRandom extension
public static func random(lower: Int = 0, _ upper: Int = 100) -> Int {
return lower + Int(arc4random_uniform(UInt32(upper - lower + 1)))
}
}
public extension Double {
/// SwiftRandom extension
public static func random(lower: Double = 0, _ upper: Double = 100) -> Double {
return (Double(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
}
}
public extension Float {
/// SwiftRandom extension
public static func random(lower: Float = 0, _ upper: Float = 100) -> Float {
return (Float(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
}
}
public extension CGFloat {
/// SwiftRandom extension
public static func random(lower: CGFloat = 0, _ upper: CGFloat = 1) -> CGFloat {
return CGFloat(Float(arc4random()) / Float(UINT32_MAX)) * (upper - lower) + lower
}
}
我想补充现有的答案,在Swift书中的随机数生成器的例子是一个线性同余生成器(LCG),这是一个非常有限的一个,不应该除了必须平凡的例子,其中随机性的质量根本不重要。LCG永远不应该用于加密目的。
Arc4random()要好得多,可以用于大多数目的,但不应该用于加密目的。
如果您想要保证加密安全的内容,请使用SecCopyRandomBytes()。请注意,如果您将随机数生成器构建到某个东西中,其他人可能最终(错误地)将其用于加密目的(例如密码、密钥或盐生成),那么无论如何您都应该考虑使用SecCopyRandomBytes(),即使您的需要并不完全需要这样做。
编辑:为Swift 3.0更新
arc4random在Swift中工作得很好,但基本函数仅限于32位整数类型(Int在iPhone 5S和现代mac上是64位)。下面是一个泛型函数,用于表示可以用整型字面值表示的类型的随机数:
public func arc4random<T: ExpressibleByIntegerLiteral>(_ type: T.Type) -> T {
var r: T = 0
arc4random_buf(&r, MemoryLayout<T>.size)
return r
}
我们可以使用这个新的泛型函数扩展UInt64,增加边界参数并减少模偏置。(这是从arc4random.c直接引用的)
public extension UInt64 {
public static func random(lower: UInt64 = min, upper: UInt64 = max) -> UInt64 {
var m: UInt64
let u = upper - lower
var r = arc4random(UInt64.self)
if u > UInt64(Int64.max) {
m = 1 + ~u
} else {
m = ((max - (u * 2)) + 1) % u
}
while r < m {
r = arc4random(UInt64.self)
}
return (r % u) + lower
}
}
这样我们就可以将Int64扩展为相同的参数,处理溢出:
public extension Int64 {
public static func random(lower: Int64 = min, upper: Int64 = max) -> Int64 {
let (s, overflow) = Int64.subtractWithOverflow(upper, lower)
let u = overflow ? UInt64.max - UInt64(~s) : UInt64(s)
let r = UInt64.random(upper: u)
if r > UInt64(Int64.max) {
return Int64(r - (UInt64(~lower) + 1))
} else {
return Int64(r) + lower
}
}
}
为了让家庭更完整……
private let _wordSize = __WORDSIZE
public extension UInt32 {
public static func random(lower: UInt32 = min, upper: UInt32 = max) -> UInt32 {
return arc4random_uniform(upper - lower) + lower
}
}
public extension Int32 {
public static func random(lower: Int32 = min, upper: Int32 = max) -> Int32 {
let r = arc4random_uniform(UInt32(Int64(upper) - Int64(lower)))
return Int32(Int64(r) + Int64(lower))
}
}
public extension UInt {
public static func random(lower: UInt = min, upper: UInt = max) -> UInt {
switch (_wordSize) {
case 32: return UInt(UInt32.random(UInt32(lower), upper: UInt32(upper)))
case 64: return UInt(UInt64.random(UInt64(lower), upper: UInt64(upper)))
default: return lower
}
}
}
public extension Int {
public static func random(lower: Int = min, upper: Int = max) -> Int {
switch (_wordSize) {
case 32: return Int(Int32.random(Int32(lower), upper: Int32(upper)))
case 64: return Int(Int64.random(Int64(lower), upper: Int64(upper)))
default: return lower
}
}
}
在所有这些之后,我们终于可以做这样的事情:
let diceRoll = UInt64.random(lower: 1, upper: 7)
对于0到n-1之间的随机整数,使用arc4random_uniform(n)。
let diceRoll = Int(arc4random_uniform(6) + 1)
将结果转换为Int,这样你就不必显式地将你的vars类型为UInt32(这看起来不像swifty)。
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)
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