引言
隨機(jī)函數(shù)算法應(yīng)該是計(jì)算機(jī)史上最重要的十大算法之一吧. 而C中使用的隨機(jī)函數(shù)
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#include <stdlib.h>_Check_return_ _ACRTIMP int __cdecl rand(void); |
本文主要圍繞rand 函數(shù)找到G點(diǎn). 就是偽隨機(jī)函數(shù)的周期值.
關(guān)于rand 源碼, 可以從Linux底層源碼 glibc中找. 看了一下大約4個(gè)文件. 算法比較復(fù)雜. 感覺很穩(wěn)定.
這里不探討隨機(jī)算法的實(shí)現(xiàn). 只為了找到 隨機(jī)函數(shù)周期.
前言
現(xiàn)在window上測(cè)試. 測(cè)試代碼 main.c
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define _INT_R (128)#define _INT_FZ (10000000)// 得到rand() 返回值, 并寫入到文件中int getrand(long long *pcut) { static int _cut = 0; long long t = *pcut + 1; int r = rand(); // 每次到萬再提醒一下 if(t % _INT_FZ == 0) fprintf(stdout, "%d 個(gè)數(shù)據(jù)跑完了[%d, %lld]\n", _INT_FZ, _cut, t); if(t < 0) { // 數(shù)據(jù)超標(biāo)了 ++_cut; fprintf(stderr, "Now %d T > %lld\n", _cut, t - 1); *pcut = 0; // 重新開始一輪 } *pcut = t; return r;}/* * 驗(yàn)證 rand 函數(shù)的周期 */int main(int argc, char* argv[]) { int rbase[_INT_R]; int i = -1, r; long long cut = 0; // 先產(chǎn)生隨機(jī)函數(shù) while(++i < _INT_R) rbase[i] = getrand(&cut); // 這里開始隨機(jī)了 for(;;) { r = getrand(&cut); if (r != rbase[0]) continue; for(i=1; i<_INT_R; ++i) { r = getrand(&cut); if(r != rbase[i]) break; } // 找見了數(shù)據(jù) if(i == _INT_R) { printf("Now T = %lld\n", cut); break; } } system("pause"); return 0;} |
主要思路是 _INT_R 128個(gè)數(shù)重疊那我們就認(rèn)為. 已經(jīng)找到這個(gè)周期了.
測(cè)試結(jié)果截圖是
主要采用 Release X64 編譯. 為了檢驗(yàn)上面結(jié)果是可以接受的, 將 _INT_R 改成1024 重新編譯一次.
運(yùn)行結(jié)果如下：
綜合上面我們找見了 window 上 rand 函數(shù)的 G點(diǎn) 是
2147483776 - 128 = 214748248
2147484672 - 1024 = 2147483648
因而得到 window 上 VS2015 編譯器的 rand G點(diǎn) 是 2147483648.
G點(diǎn)在游戲中用的很多. 例如抽獎(jiǎng), 掉裝備, 暴擊等等.
正文
1. 在linux 上試試水
在linux上試試 測(cè)試代碼基本一樣 rand2.c 如下
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define _INT_R (1024)#define _INT_FZ (100000000)// 得到rand() 返回值, 并寫入到文件中int getrand(long long *pcut) { static int _cut = 0; long long t = *pcut + 1; int r = rand(); // 每次到萬再提醒一下 if(t % _INT_FZ == 0) fprintf(stdout, "%d個(gè)數(shù)據(jù)又跑完了[%d, %lld]\n", _INT_FZ, _cut, t); if(t < 0) { // 數(shù)據(jù)超標(biāo)了 ++_cut; fprintf(stderr, "Now %d T > %lld\n", _cut, t - 1); *pcut = 0; // 重新開始一輪 } *pcut = t; return r;}/* * 驗(yàn)證 rand 函數(shù)的周期 */int main(int argc, char* argv[]) { int rbase[_INT_R]; int i = -1, r; long long cut = 0; // 先產(chǎn)生隨機(jī)函數(shù) while(++i < _INT_R) rbase[i] = getrand(&cut); // 這里開始隨機(jī)了 for(;;) { r = getrand(&cut); if (r != rbase[0]) continue; for(i=1; i<_INT_R; ++i) { r = getrand(&cut); if(r != rbase[i]) break; } // 找見了數(shù)據(jù) if(i == _INT_R) { printf("Now T = %lld\n", cut); break; } } return 0;} |
編譯命令
gcc -03 -o randc2.out rand2.c
最后運(yùn)行結(jié)果, 等了 好久還是沒出來.
Linux 上的rand 函數(shù)寫的很有水準(zhǔn), 分布的很隨機(jī). 總而言之這個(gè)隨機(jī)值比較大. 但一定存在的.
有興趣的可以按照上面思路優(yōu)化跑一跑. 這邊Ubuntu 是虛擬機(jī)跑的慢.
2. 繼續(xù)擴(kuò)展, 減小rand 返回 MAX值 試試水
修改上面 getrand 函數(shù)
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// _INT_RMAX 表示隨機(jī)數(shù)范圍 [0, 100)#define _INT_RMAX (100)#define _INT_R (1024)#define _INT_FZ (10000000)// 得到rand() 返回值, 并寫入到文件中int getrand(long long *pcut) { static int _cut = 0; long long t = *pcut + 1; int r = rand() % _INT_RMAX; // 每次到萬再提醒一下 if (t % _INT_FZ == 0) fprintf(stdout, "%d 個(gè)數(shù)據(jù)跑完了[%d, %lld]\n", _INT_FZ, _cut, t); if (t < 0) { // 數(shù)據(jù)超標(biāo)了 ++_cut; fprintf(stderr, "Now %d T > %lld\n", _cut, t - 1); *pcut = 0; // 重新開始一輪 } *pcut = t; return r;} |
添加 了 取余看是否, 影響G點(diǎn) 測(cè)試結(jié)果
發(fā)現(xiàn)G點(diǎn)沒有變化.
可以有推論: rand() 周期不隨著 二次 mod取余而改變.
因而可以放心 mod使用 偽隨機(jī)函數(shù). G點(diǎn)還是那么大.
3. 最后, 贈(zèng)送一個(gè)常用的 [min, max] 之間的隨機(jī)函數(shù)
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/* * 返回 [min, max] 區(qū)間的隨機(jī)函數(shù) * min : 起始位置 * max : 結(jié)束位置 * : 返回[min, max]區(qū)間之內(nèi)的位置 */extern int random(int min, int max);/* * 返回 [min, max] 區(qū)間的隨機(jī)函數(shù) * min : 起始位置 * max : 結(jié)束位置 * : 返回[min, max]區(qū)間之內(nèi)的位置 */intrandom(int min, int max) { assert(min < max); // 正常情況 return rand() % (max - min + 1) + min;} |
測(cè)試demo 代碼 結(jié)構(gòu)如下
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#include <assert.h>/* * 返回 [min, max] 區(qū)間的隨機(jī)函數(shù) * min : 起始位置 * max : 結(jié)束位置 * : 返回[min, max]區(qū)間之內(nèi)的位置 */extern int random(int min, int max);/* * C 基礎(chǔ), 使用隨機(jī)函數(shù) */int main(int argc, char* argv[]) { int min = -5, max = 5; int i = 0; // 開始統(tǒng)一 初始化種子 srand((unsigned)time(NULL)); while(i < 100) { printf("%3d ", random(min, max)); if (++i % 10 == 0) putchar('\n'); } system("pause"); return 0;}/* * 返回 [min, max] 區(qū)間的隨機(jī)函數(shù) * min : 起始位置 * max : 結(jié)束位置 * : 返回[min, max]區(qū)間之內(nèi)的位置 */intrandom(int min, int max) { assert(min < max); // 正常情況 return rand() % (max - min + 1) + min;} |
測(cè)試結(jié)果是
基本比較穩(wěn)定. 一切都在預(yù)料之中.
總結(jié) 本文 得出兩個(gè) 推論
a. rand()偽隨機(jī)函數(shù), 存在G點(diǎn). 并且可以找到
b. G點(diǎn) 不隨著 二次 mod 取余改變.
后記
錯(cuò)誤是難免的, 預(yù)祝明天愉快~~
以上這篇C基礎(chǔ) 尋找隨機(jī)函數(shù)的G點(diǎn)詳解就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持服務(wù)器之家。
