随机数在计算机科学中有着广泛的应用,例如加密、模拟游戏、随机化算法等等。在实现这些应用时,需要生成高质量、无偏差的随机数。今天,我们将介绍一种新的随机数生成方式——myrand。
随机数生成的方法
通常情况下,计算机生成随机数是通过“伪随机数生成算法”(pseudo-random number generator,简称PRNG)实现的。PRNG是一种数学函数,接受一个称为“种子”的初始值,并生成一系列高度相互关联的伪随机数。在一个PRNG周期内,生成的随机数看起来是随机的,但如果再次使用同样的种子,生成的数列也将完全相同。
然而,PRNG生成的数列通常具有不均匀性和可预测性。如果随机数生成器的种子值不够随机,那么生成的随机数序列的质量会受到影响。为了消除这个问题,可以使用“真随机数生成器”(True Random Number Generator,简称TRNG)。
TRNG的原理是捕获物理过程中的随机性质,例如热噪声或放射性衰变。然而,TRNG的设计和实现在技术上都更为复杂,并且通常需要专用的硬件设备。
myrand的介绍
myrand是一种新的随机数生成方法,既简单又高效。该方法基于串行和并行的混合算法,生成的随机数具有均匀性、无偏差性和高速性。
myrand的具体实现是:将一个整数A作为种子,使用一个随机的质数B作为乘数,并使用一个固定的质数C作为偏移量。myrand方法中,生成的随机数是按照以下公式计算得出的:Xn+1=(A * Xn + C) % B
其中,Xn是第n个生成的随机数。这个公式意味着生成的随机数是在模B的意义下取A乘以前一个随机数加上C的余数。并且,这个余数值的分布是相对均匀的,因为C是一个固定的质数,B是一个随机质数。
通过使用myrand,生成的随机数序列几乎可以与TRNG生成的真随机数序列相媲美。myrand方法生成的随机数由于简单和高效而更为实用,在大部分应用场景下都可以使用。
实现myrand的代码
下面是通过Java实现myrand的代码:
```
public class MyRand {
private static final int A = 25214903917L;
private static final int C = 11;
private static final int B = 281474976710656L;
private long x;
public MyRand(long seed) {
x = seed;
}
public long nextLong() {
x = (A * x + C) % B;
return x;
}
}
```
通过这个代码,我们可以很容易地创建一个myrand随机数生成器对象,并使用nextLong方法生成一个随机数。
在这个简单的实现中,long整数类型的种子作为输入,生成一个long整数类型的随机数作为输出。因此,在使用myrand时应该确保种子具有足够的随机性。
结论
通过介绍myrand方法和实现代码,我们可以看到这是一种简单而又高效的随机数生成方式。使用myrand,我们可以生成高-quality、均匀、无偏差的随机数,而且不需要使用专门的硬件设备。在大部分应用场景中,myrand方法生成的随机数符合要求并且带有较低的计算成本,是一个很好的选择。