有没有办法用JavaScript生成指定范围内的随机数?

例如:指定范围从1到6,随机数可以是1、2、3、4、5或6。


当前回答

Math.random()快速且适用于许多目的,但如果您需要密码安全的值(它不安全),或者如果您需要来自完全一致的无偏分布的整数(其他答案中使用的乘法方法产生某些值的频率略高于其他答案),则不适用。

在这种情况下,我们可以使用crypto.getRandomValues()生成安全整数,并拒绝任何无法统一映射到目标范围的生成值。这会比较慢,但除非您正在生成大量的值,否则这不会有意义。

为了澄清偏差分布问题,请考虑这样一种情况:我们希望生成1到5之间的值,但我们有一个随机数生成器,它生成1到16之间的值(4位值)。我们希望将相同数量的生成值映射到每个输出值,但16不能被5整除:它留下1的余数。因此,我们需要拒绝1个可能生成的值,只有当我们得到15个较小的值中的一个值时才能继续,这些值可以统一映射到我们的目标范围中。我们的行为可能类似于以下伪代码:

Generate a 4-bit integer in the range 1-16.
If we generated  1,  6, or 11 then output 1.
If we generated  2,  7, or 12 then output 2.
If we generated  3,  8, or 13 then output 3.
If we generated  4,  9, or 14 then output 4.
If we generated  5, 10, or 15 then output 5.
If we generated 16 then reject it and try again.

下面的代码使用了类似的逻辑,但生成了一个32位整数,因为这是JavaScript的标准数字类型可以表示的最大公共整数大小。(如果需要更大的范围,可以将其修改为使用BigInts。)无论选择的范围如何,生成的被拒绝值的比例始终小于0.5,因此预期的拒绝数始终小于1.0,通常接近0.0;你不必担心它会永远循环。

常量随机整数=(最小值,最大值)=>{常量范围=最大值-最小值;常量maxGeneratedValue=0xFFFFFFFF;const possibleResultValues=范围+1;const possibleGeneratedValues=最大生成值+1;常量余数=possibleGeneratedValues%possibleResultValues;const maxUnbiased=maxGeneratedValue-余数;if(!Number.isInteger(min)||!Number.isInteger(最大值)||max>Number.max_SAFE_INTEGER||min<Number.min_SAFE_INDEGER){抛出新错误(“参数必须是安全整数。”);}否则如果(范围>maxGeneratedValue){抛出新错误(`范围为${Range}(从${min}到${max})>${maxGeneratedValue}。`);}否则,如果(最大值<最小值){抛出新错误(`max(${max})必须>=min(${min})。`);}否则如果(min==max){返回最小值;} let生成;做{generated=crypto.getRandomValues(新Uint32Array(1))[0];}而(生成>maxUnbiased);return min+(生成的%possibleResultValues);};console.log(randomInteger(-8,8));//-2.console.log(randomInteger(0,0));//0console.log(随机整数(0,0xFFFFFFFF));//944450079console.log(随机整数(-1,0xFFFFFFFF));//错误:4294967296覆盖-1到4294967295的范围>4294967295。console.log(new Array(12).fill().map(n=>randomInteger(8,12)));// [11, 8, 8, 11, 10, 8, 8, 12, 12, 12, 9, 9]

其他回答

如果起始数字是1,如示例(1-6)所示,则可以使用Math.ceil()方法代替Math.floor()。

Math.ceil(Math.random() * 6)

而不是

Math.floor(Math.random() * 6) + 1

我们不要忘记其他有用的数学方法。

数学.随机()

返回介于min(包含)和max(包含)之间的整数随机数:

function randomInteger(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

或介于min(包含)和max(不包含)之间的任意随机数:

function randomNumber(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

有用的示例(整数):

// 0 -> 10
Math.floor(Math.random() * 11);

// 1 -> 10
Math.floor(Math.random() * 10) + 1;

// 5 -> 20
Math.floor(Math.random() * 16) + 5;

// -10 -> (-2)
Math.floor(Math.random() * 9) - 10;

**总是很高兴被提醒(Mozilla):

Math.random()不提供加密安全的随机数字。不要将它们用于与安全相关的任何事情。使用Web加密API,更准确地说window.crypto.getRandomValues()方法。

Math.random()快速且适用于许多目的,但如果您需要密码安全的值(它不安全),或者如果您需要来自完全一致的无偏分布的整数(其他答案中使用的乘法方法产生某些值的频率略高于其他答案),则不适用。

在这种情况下,我们可以使用crypto.getRandomValues()生成安全整数,并拒绝任何无法统一映射到目标范围的生成值。这会比较慢,但除非您正在生成大量的值,否则这不会有意义。

为了澄清偏差分布问题,请考虑这样一种情况:我们希望生成1到5之间的值,但我们有一个随机数生成器,它生成1到16之间的值(4位值)。我们希望将相同数量的生成值映射到每个输出值,但16不能被5整除:它留下1的余数。因此,我们需要拒绝1个可能生成的值,只有当我们得到15个较小的值中的一个值时才能继续,这些值可以统一映射到我们的目标范围中。我们的行为可能类似于以下伪代码:

Generate a 4-bit integer in the range 1-16.
If we generated  1,  6, or 11 then output 1.
If we generated  2,  7, or 12 then output 2.
If we generated  3,  8, or 13 then output 3.
If we generated  4,  9, or 14 then output 4.
If we generated  5, 10, or 15 then output 5.
If we generated 16 then reject it and try again.

下面的代码使用了类似的逻辑,但生成了一个32位整数,因为这是JavaScript的标准数字类型可以表示的最大公共整数大小。(如果需要更大的范围,可以将其修改为使用BigInts。)无论选择的范围如何,生成的被拒绝值的比例始终小于0.5,因此预期的拒绝数始终小于1.0,通常接近0.0;你不必担心它会永远循环。

常量随机整数=(最小值,最大值)=>{常量范围=最大值-最小值;常量maxGeneratedValue=0xFFFFFFFF;const possibleResultValues=范围+1;const possibleGeneratedValues=最大生成值+1;常量余数=possibleGeneratedValues%possibleResultValues;const maxUnbiased=maxGeneratedValue-余数;if(!Number.isInteger(min)||!Number.isInteger(最大值)||max>Number.max_SAFE_INTEGER||min<Number.min_SAFE_INDEGER){抛出新错误(“参数必须是安全整数。”);}否则如果(范围>maxGeneratedValue){抛出新错误(`范围为${Range}(从${min}到${max})>${maxGeneratedValue}。`);}否则,如果(最大值<最小值){抛出新错误(`max(${max})必须>=min(${min})。`);}否则如果(min==max){返回最小值;} let生成;做{generated=crypto.getRandomValues(新Uint32Array(1))[0];}而(生成>maxUnbiased);return min+(生成的%possibleResultValues);};console.log(randomInteger(-8,8));//-2.console.log(randomInteger(0,0));//0console.log(随机整数(0,0xFFFFFFFF));//944450079console.log(随机整数(-1,0xFFFFFFFF));//错误:4294967296覆盖-1到4294967295的范围>4294967295。console.log(new Array(12).fill().map(n=>randomInteger(8,12)));// [11, 8, 8, 11, 10, 8, 8, 12, 12, 12, 9, 9]

范围[a,b]内的加密强随机整数(假设:a<b)

let rand=(a,b)=>a+(b-a+1)*crypto.getRandomValues(新Uint32Array(1))[0]/2**32|0console.log(兰特(1,6));

排名靠前的解决方案在数学上与它下面的注释不同->Math.floor(Math.random()*6)+1。

任务:生成1到6之间的随机数。

Math.random()返回0到1之间的浮点数(例如0.344717274374或0.99341293123),我们将使用它作为百分比,因此Math.floor(Math.random*()*6)+1返回6的某个百分比(max:5,min:0)并加1。作者很幸运,下限是1.,因为百分比下限将“最大限度”返回小于6乘以1的5,并且1将被下限1加上。

当下限大于1时,就会出现问题。例如,任务:生成2到6之间的随机数。

(遵循作者的逻辑)Math.floor(Math.random()*6)+2,很明显,如果我们在这里得到5->Math.random()*66,然后加上2,结果将是7,超出了6的期望边界。

另一个例子,任务:在10到12之间随机生成。

(遵循作者的逻辑)Math.floor(Math.random()*12)+10,(抱歉重复)很明显,我们得到了数字“12”的0%-99%,这将远远超出12的期望边界。

因此,正确的逻辑是取下限和上限之间的差值加1,然后将其下限(减去1,因为Math.random()返回0-0.99,因此无法获得完全上限,这就是为什么我们将1添加到上限以获得最大99%的(上限+1),然后将它下限以消除多余)。一旦我们得到了(差值+1)的地板百分比,我们就可以添加下边界,以获得2个数字之间所需的随机数。

逻辑公式为:Math.floor(Math.random()*((up_boundary-low_boundary)+1))+10。

备注:即使是最高分答案下的评论也是不正确的,因为人们忘记了在差异上加1,这意味着他们永远不会得到上限(是的,如果他们根本不想得到,这可能是一种情况,但要求包括上限)。