Generieren von Zufallszahlen in Go

Key Takeaways

1. Das math/rand-Paket bietet Pseudo-Zufallszahlengenerierung in Go.
2. Die Initialisierung mit time.Now().UnixNano() gewährleistet unterschiedliche Sequenzen bei verschiedenen Ausführungen.
3. Verwenden Sie crypto/rand für kryptografische Zufälligkeit anstelle von math/rand.

Zufallszahlen sind in verschiedenen Programmierszenarien unerlässlich, z. B. in Simulationen, Spielen und Sicherheitsprotokollen. In Go bietet das math/rand-Paket Funktionen zum Generieren von Pseudo-Zufallszahlen. Dieser Artikel untersucht, wie dieses Paket effektiv genutzt werden kann.

Importieren des math/rand-Pakets

Importieren Sie zunächst die erforderlichen Pakete:

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

Generieren von ganzzahligen Werten

Die Funktion rand.Intn gibt eine nicht-negative Pseudo-Zufallszahl im Bereich [0, n) zurück. Zum Beispiel:

fmt.Print(rand.Intn(100), ",")
fmt.Print(rand.Intn(100))
fmt.Println()

Dieser Code erzeugt zwei Zufallszahlen zwischen 0 und 99.

Generieren von Gleitkommawerten

Für Gleitkommazahlen generiert rand.Float64 eine Pseudo-Zufallszahl im Bereich [0.0, 1.0):

fmt.Println(rand.Float64())

Um eine Gleitkommazahl innerhalb eines bestimmten Bereichs zu generieren, passen Sie die Ausgabe entsprechend an:

fmt.Print((rand.Float64()*5)+5, ",")
fmt.Print((rand.Float64() * 5) + 5)
fmt.Println()

Dieser Ausschnitt erzeugt Zahlen im Bereich [5.0, 10.0).

Initialisieren des Zufallszahlengenerators

Standardmäßig erzeugt der Zufallszahlengenerator von Go bei jeder Programmausführung die gleiche Zahlenfolge, da er einen deterministischen Startwert verwendet. Um sicherzustellen, dass bei verschiedenen Ausführungen unterschiedliche Sequenzen entstehen, geben Sie einen eindeutigen Startwert mit der aktuellen Zeit an:

s1 := rand.NewSource(time.Now().UnixNano())
r1 := rand.New(s1)

Die Verwendung von r1 führt nun bei jeder Ausführung zu unterschiedlichen Sequenzen:

fmt.Print(r1.Intn(100), ",")
fmt.Print(r1.Intn(100))
fmt.Println()

Reproduzieren von Sequenzen mit festen Startwerten

Für Test- oder Debugging-Zwecke möchten Sie möglicherweise die gleiche Folge von Zufallszahlen reproduzieren. Dies kann durch die Verwendung eines festen Startwerts erreicht werden:

s2 := rand.NewSource(42)
r2 := rand.New(s2)
fmt.Print(r2.Intn(100), ",")
fmt.Print(r2.Intn(100))
fmt.Println()

Die Verwendung desselben Startwerts (z. B. 42) stellt sicher, dass r2 bei jeder Programmausführung dieselbe Sequenz erzeugt.

Hinweis zur kryptografischen Verwendung

Das math/rand-Paket ist für allgemeine Zwecke geeignet, jedoch nicht für kryptografische Anwendungen. Für kryptografische Zufälligkeit sollten Sie das Paket crypto/rand verwenden, das Funktionen wie rand.Read zur Erzeugung sicherer Zufallsdaten bereitstellt.

Fazit

Das math/rand-Paket in Go bietet unkomplizierte Methoden zum Generieren von Pseudo-Zufallszahlen. Durch das Verständnis, wie der Generator initialisiert und Zahlen innerhalb der gewünschten Bereiche erzeugt werden können, können Entwickler Zufälligkeit effektiv in ihre Anwendungen integrieren. Weitere Details und Beispiele finden Sie auf der Seite Go by Example: Random Numbers.

FAQs

Warum erzeugt rand.Intn(n) bei jeder Ausführung immer die gleiche Sequenz?

Weil es einen deterministischen Startwert verwendet; verwenden Sie time.Now().UnixNano(), um ihn zu randomisieren.

Wie generiere ich eine Gleitkommazahl zwischen 5 und 10?

Verwenden Sie (rand.Float64() * 5) + 5, um die Ausgabe zu skalieren.

Wann sollte ich crypto/rand anstelle von math/rand verwenden?

Verwenden Sie crypto/rand für sicherheitskritische Anwendungen, wie z. B. die Generierung von Passwörtern.

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