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Go语言生成随机数全攻略(深入理解math/rand包的使用方法)

在编程中,Go语言随机数的生成是一个常见需求,无论是用于游戏开发、模拟测试,还是安全相关的场景。Go语言标准库中的 math/rand 包为我们提供了便捷的伪随机数生成功能。本文将带你从零开始,全面掌握 math/rand包 的使用方法。

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什么是伪随机数?

首先需要明确的是,math/rand 生成的是伪随机数,不是真正的随机数。它依赖于一个初始值(称为“种子”),通过确定性算法生成看似随机的数字序列。只要种子相同,生成的序列就完全一样。因此,在实际应用中,我们通常使用当前时间作为种子,以确保每次运行程序时都能获得不同的结果。

基本用法:生成整数和浮点数

最简单的使用方式如下:

package mainimport (    "fmt"    "math/rand"    "time")func main() {    // 设置种子,通常使用当前时间    rand.Seed(time.Now().UnixNano())    // 生成 [0, 100) 范围内的随机整数    randomInt := rand.Intn(100)    fmt.Println("随机整数:", randomInt)    // 生成 [0.0, 1.0) 范围内的随机浮点数    randomFloat := rand.Float64()    fmt.Println("随机浮点数:", randomFloat)}

注意:rand.Seed() 必须在程序启动时调用一次,否则每次运行都会得到相同的序列(因为默认种子是1)。

更灵活的方式:使用 rand.New()

从 Go 1.20 开始,官方推荐使用 rand.New() 来创建独立的随机数生成器实例,这样可以避免全局状态带来的并发问题,也更符合现代 Go 编程规范。

package mainimport (    "fmt"    "math/rand"    "time")func main() {    // 创建一个新的随机数生成器    source := rand.NewSource(time.Now().UnixNano())    r := rand.New(source)    // 使用 r 生成随机数    fmt.Println("新方式生成的随机数:", r.Intn(100))}

这种方式特别适合在并发程序或需要多个独立随机流的场景中使用。

常用函数速查

  • Intn(n int):返回 [0, n) 范围内的随机整数
  • Float64():返回 [0.0, 1.0) 范围内的随机浮点数
  • Int31n(n int32):返回 [0, n) 范围内的32位随机整数
  • Perm(n int):返回一个 [0, n) 的随机排列切片
  • Shuffle(n int, swap func(i, j int)):打乱长度为 n 的序列

重要提醒:不要用于加密场景!

再次强调:Go伪随机数 是可预测的,绝对不能用于密码学、安全令牌、密钥生成等安全敏感场景。如果需要加密安全的随机数,请使用 crypto/rand 包。

总结

通过本文,你已经掌握了如何在 Go 语言中使用 math/rand 包来生成各种类型的随机数。记住三点核心:

  1. 务必设置种子(推荐用时间戳)
  2. 优先使用 rand.New() 创建独立生成器
  3. 绝不用于安全相关用途

现在你可以自信地在你的 Go 项目中实现 Go生成随机数 的功能了!