如何在Bash中生成一个范围内的随机数?
当前回答
我喜欢这个技巧:
echo ${RANDOM:0:1} # random number between 1 and 9
echo ${RANDOM:0:2} # random number between 1 and 99
...
其他回答
使用随机的美元。它通常与简单的shell算法结合使用很有用。例如,要生成1到10(包括)之间的随机数:
$ echo $((1 + $RANDOM % 10))
3
实际的生成器在variables.c中,即函数brand()。旧版本是一个简单的线性生成器。bash 4.0版本使用了一个引用1985年论文的生成器,这可能意味着它是一个不错的伪随机数来源。我不会将它用于模拟(当然也不会用于加密),但它可能足以用于基本的脚本任务。
如果你在做一些需要大量随机数的事情,你可以使用/dev/random或/dev/urandom(如果它们可用的话):
$ dd if=/dev/urandom count=4 bs=1 | od -t d
一个bash函数,使用perl生成n位的随机数。指定数字数或n个0的模板。
rand() {
perl -E '$ARGV[0]||=""; $ARGV[0]=int($ARGV[0])||length($ARGV[0]); say join "", int(rand(9)+1)*($ARGV[0]?1:0), map { int(rand(10)) } (0..($ARGV[0]||0)-2)' $1
}
用法:
$ rand 3
381
$ rand 000
728
调用rand n的演示,n在0到15之间:
$ for n in {0..15}; do printf "%02d: %s\n" $n $(rand $n); done
00: 0
01: 3
02: 98
03: 139
04: 1712
05: 49296
06: 426697
07: 2431421
08: 82727795
09: 445682186
10: 6368501779
11: 51029574113
12: 602518591108
13: 5839716875073
14: 87572173490132
15: 546889624135868
演示调用rand n,对于n,一个长度在0到15之间的0模板
$ for n in {0..15}; do printf "%15s :%02d: %s\n" $(printf "%0${n}d" 0) $n $(rand $(printf "%0${n}d" 0)); done
0 :00: 0
0 :01: 0
00 :02: 70
000 :03: 201
0000 :04: 9751
00000 :05: 62237
000000 :06: 262860
0000000 :07: 1365194
00000000 :08: 83953419
000000000 :09: 838521776
0000000000 :10: 2355011586
00000000000 :11: 95040136057
000000000000 :12: 511889225898
0000000000000 :13: 7441263049018
00000000000000 :14: 11895209107156
000000000000000 :15: 863219624761093
没有模块化的纯Bash随机数
lowerRange=10 # inclusive
upperRange=20 # exclusive
randomNumber=$(( RANDOM * ( upperRange - lowerRange) / 32767 + lowerRange ))
我已经采取了一些这些想法,并做出了一个函数,应该执行迅速,如果大量的随机数是必需的。
如果你需要很多随机数,调用od的代价是很高的。相反,我只调用它一次,并存储来自/dev/urandom的1024个随机数。当调用rand时,返回最后一个随机数并按比例缩放。然后从缓存中删除它。当缓存为空时,再读取1024个随机数。
例子:
rand 10; echo $RET
返回RET中0到9(含9)之间的随机数。
declare -ia RANDCACHE
declare -i RET RAWRAND=$(( (1<<32)-1 ))
function rand(){ # pick a random number from 0 to N-1. Max N is 2^32
local -i N=$1
[[ ${#RANDCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RANDCACHE=( $(od -An -tu4 -N1024 /dev/urandom) ); } # refill cache
RET=$(( (RANDCACHE[-1]*N+1)/RAWRAND )) # pull last random number and scale
unset RANDCACHE[${#RANDCACHE[*]}-1] # pop read random number
};
# test by generating a lot of random numbers, then effectively place them in bins and count how many are in each bin.
declare -i c; declare -ia BIN
for (( c=0; c<100000; c++ )); do
rand 10
BIN[RET]+=1 # add to bin to check distribution
done
for (( c=0; c<10; c++ )); do
printf "%d %d\n" $c ${BIN[c]}
done
更新:这并不适用于所有n。如果使用小n,也会浪费随机比特。注意(在这种情况下)一个32位随机数有足够的熵容纳9个0到9之间的随机数(10*9=1,000,000,000 <= 2*32),我们可以从每个32个随机源值中提取多个随机数。
#!/bin/bash
declare -ia RCACHE
declare -i RET # return value
declare -i ENT=2 # keep track of unused entropy as 2^(entropy)
declare -i RND=RANDOM%ENT # a store for unused entropy - start with 1 bit
declare -i BYTES=4 # size of unsigned random bytes returned by od
declare -i BITS=8*BYTES # size of random data returned by od in bits
declare -i CACHE=16 # number of random numbers to cache
declare -i MAX=2**BITS # quantum of entropy per cached random number
declare -i c
function rand(){ # pick a random number from 0 to 2^BITS-1
[[ ${#RCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RCACHE=( $(od -An -tu$BYTES -N$CACHE /dev/urandom) ); } # refill cache - could use /dev/random if CACHE is small
RET=${RCACHE[-1]} # pull last random number and scale
unset RCACHE[${#RCACHE[*]}-1] # pop read random number
};
function randBetween(){
local -i N=$1
[[ ENT -lt N ]] && { # not enough entropy to supply ln(N)/ln(2) bits
rand; RND=RET # get more random bits
ENT=MAX # reset entropy
}
RET=RND%N # random number to return
RND=RND/N # remaining randomness
ENT=ENT/N # remaining entropy
};
declare -ia BIN
for (( c=0; c<100000; c++ )); do
randBetween 10
BIN[RET]+=1
done
for c in ${BIN[*]}; do
echo $c
done
0到9之间的随机数。
echo $((RANDOM%10))
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