GoにおけるRandomな数の生成

Key Takeaways

1. math/randパッケージは、Goにおける疑似乱数生成を提供します。
2. time.Now().UnixNano()を使ったシードは、実行ごとに異なるシーケンスを保証します。
3. math/randの代わりに、暗号論的乱数にはcrypto/randを使用してください。

乱数は、シミュレーション、ゲーム、セキュリティプロトコルなど、さまざまなプログラミングシナリオで不可欠です。Goでは、math/randパッケージが疑似乱数を生成する機能を提供します。この記事では、このパッケージを効果的に活用する方法を探ります。

math/randパッケージのインポート

まず、必要なパッケージをインポートします。

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

整数の生成

rand.Intn関数は、[0, n)の範囲の非負の疑似乱整数を返します。例：

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

このコードは、0から99の間の2つの乱数を生成します。

浮動小数点数の生成

浮動小数点数の場合、rand.Float64は[0.0, 1.0)の範囲の疑似乱数を生成します。

fmt.Println(rand.Float64())

特定の範囲内の浮動小数点数を生成するには、それに応じて出力を調整します。

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

このスニペットは、[5.0, 10.0)の範囲の数値を生成します。

乱数ジェネレーターのシード

デフォルトでは、Goの乱数ジェネレーターは、決定論的なシードを使用するため、プログラムを実行するたびに同じ数列を生成します。実行ごとに異なるシーケンスを保証するには、現在の時刻を使用して一意のシードを提供します。

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

これで、r1を使用すると、実行ごとに異なるシーケンスが生成されます。

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

固定シードによるシーケンスの再現

テストまたはデバッグの目的で、同じ乱数のシーケンスを再現したい場合があります。これは、固定シードを使用することで実現できます。

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

同じシード値（例：42）を使用すると、r2はプログラムを実行するたびに同じシーケンスを生成します。

暗号論的な使用に関する注意

math/randパッケージは一般的な目的に適していますが、暗号論的なアプリケーションには適していません。暗号論的な乱数については、crypto/randパッケージの使用を検討してください。このパッケージは、安全な乱数データを生成するためのrand.Readのような関数を提供します。

結論

Goのmath/randパッケージは、疑似乱数を生成するための簡単な方法を提供します。ジェネレーターにシードを設定する方法と、目的の範囲内で数値を生成する方法を理解することで、開発者はアプリケーションにランダム性を効果的に組み込むことができます。詳細と例については、Go by Example: Random Numbersページを参照してください。

FAQs

なぜrand.Intn(n)は実行ごとに常に同じシーケンスを生成するのですか？

それは決定論的なシードを使用しているためです。time.Now().UnixNano()を使用してランダム化してください。

5から10の間の浮動小数点数を生成するにはどうすればよいですか？

(rand.Float64() * 5) + 5を使用して出力をスケーリングします。

math/randの代わりにcrypto/randを使用するのはいつですか？

パスワード生成などのセキュリティが重要なアプリケーションには、crypto/randを使用してください。

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