如何在Apple的Swift语言中生成一个随机数？

Question

我意识到Swift书提供了随机数生成器的实现.最好的做法是将此实现复制并粘贴到自己的程序中吗？或者是否有一个我们现在可以使用的库？

Answer 1

使用arc4random_uniform(n)为0和n-1之间的随机整数.

let diceRoll = Int(arc4random_uniform(6) + 1)

将结果转换为Int,这样您就不必明确键入您的变量UInt32(这似乎是非Swifty).

Answer 2

使用标准库函数来获得高质量的随机数:random()或者random(),就像在Objective-C中一样.

他们是在random()模块,因此,如果您还没有进口random(),random()或random()(其中进口为你),你将需要random().

Swift 4.2

随Xcode 10一起提供的Swift 4.2为许多数据类型引入了易于使用的新随机函数.您可以random()在数字类型上调用该方法.

let randomInt = Int.random(in: 0..<6)
let randomDouble = Double.random(in: 2.71828...3.14159)
let randomBool = Bool.random()

Answer 3

编辑:已 更新为Swift 3.0

arc4random在Swift中运行良好,但基本功能仅限于32位整数类型(Int在iPhone 5S和现代Mac上为64位).这是一个由整数文字表示的随机数类型的泛型函数:

public func arc4random<T: ExpressibleByIntegerLiteral>(_ type: T.Type) -> T {
    var r: T = 0
    arc4random_buf(&r, MemoryLayout<T>.size)
    return r
}

我们可以使用这个新的泛型函数来扩展UInt64,添加边界参数和减少模偏差.(这是从arc4random.c直接解除的)

public extension UInt64 {
    public static func random(lower: UInt64 = min, upper: UInt64 = max) -> UInt64 {
        var m: UInt64
        let u = upper - lower
        var r = arc4random(UInt64.self)

        if u > UInt64(Int64.max) {
            m = 1 + ~u
        } else {
            m = ((max - (u * 2)) + 1) % u
        }

        while r < m {
            r = arc4random(UInt64.self)
        }

        return (r % u) + lower
    }
}

有了这个,我们可以扩展Int64相同的参数,处理溢出:

public extension Int64 {
    public static func random(lower: Int64 = min, upper: Int64 = max) -> Int64 {
        let (s, overflow) = Int64.subtractWithOverflow(upper, lower)
        let u = overflow ? UInt64.max - UInt64(~s) : UInt64(s)
        let r = UInt64.random(upper: u)

        if r > UInt64(Int64.max)  {
            return Int64(r - (UInt64(~lower) + 1))
        } else {
            return Int64(r) + lower
        }
    }
}

完成家庭......

private let _wordSize = __WORDSIZE

public extension UInt32 {
    public static func random(lower: UInt32 = min, upper: UInt32 = max) -> UInt32 {
        return arc4random_uniform(upper - lower) + lower
    }
}

public extension Int32 {
    public static func random(lower: Int32 = min, upper: Int32 = max) -> Int32 {
        let r = arc4random_uniform(UInt32(Int64(upper) - Int64(lower)))
        return Int32(Int64(r) + Int64(lower))
    }
}

public extension UInt {
    public static func random(lower: UInt = min, upper: UInt = max) -> UInt {
        switch (_wordSize) {
            case 32: return UInt(UInt32.random(UInt32(lower), upper: UInt32(upper)))
            case 64: return UInt(UInt64.random(UInt64(lower), upper: UInt64(upper)))
            default: return lower
        }
    }
}

public extension Int {
    public static func random(lower: Int = min, upper: Int = max) -> Int {
        switch (_wordSize) {
            case 32: return Int(Int32.random(Int32(lower), upper: Int32(upper)))
            case 64: return Int(Int64.random(Int64(lower), upper: Int64(upper)))
            default: return lower
        }
    }
}

毕竟,我们终于可以这样做了:

let diceRoll = UInt64.random(lower: 1, upper: 7)

Answer 4

编辑Swift 4.2

从Swift 4.2开始,您现在可以使用Swift自己的本机函数,而不是使用导入的C函数arc4random_uniform().

// Generates integers starting with 0 up to, and including, 10
Int.random(in: 0 ... 10)

您也可以使用random(in:)其他原始值获取随机值; 比如Int,Double,Float甚至Bool.

Swift版本<4.2

此方法将Int在给定的最小值和最大值之间生成随机值

func randomInt(min: Int, max: Int) -> Int {
    return min + Int(arc4random_uniform(UInt32(max - min + 1)))
}

Answer 5

我用过这段代码:

var k: Int = random() % 10;

Answer 6

从iOS 9开始,您可以使用新的GameplayKit类以多种方式生成随机数.

您有四种源类型可供选择:一般随机源(未命名,下至系统选择它的作用),线性同余,ARC4和Mersenne Twister.这些可以产生随机的整数,浮点数和布尔值.

在最简单的级别,您可以从系统的内置随机源生成一个随机数,如下所示:

GKRandomSource.sharedRandom().nextInt()

这产生了-2,147,483,648和2,147,483,647之间的数字.如果你想要一个介于0和上限(独占)之间的数字,你可以使用:

GKRandomSource.sharedRandom().nextIntWithUpperBound(6)

GameplayKit内置一些便利构造器来处理骰子.例如,您可以像这样滚动六面模具:

let d6 = GKRandomDistribution.d6()
d6.nextInt()

另外,您可以使用GKShuffledDistribution之类的内容来塑造随机分布.这需要更多解释,但如果您有兴趣,可以阅读我的GameplayKit随机数教程.

Answer 7

你可以像在C中那样做:

let randomNumber = arc4random()

randomNumber被推断为类型UInt32(32位无符号整数)

Answer 8

使用 arc4random_uniform()

用法:

arc4random_uniform(someNumber: UInt32) -> UInt32

这使您可以在范围内的随机整数0来someNumber - 1.

最大值为UInt324,294,967,295(即2^32 - 1).

例子:

• 硬币翻转

  let flip = arc4random_uniform(2) // 0 or 1
  

• 骰子卷

  let roll = arc4random_uniform(6) + 1 // 1...6
  

• 十月的随机日

  let day = arc4random_uniform(31) + 1 // 1...31
  

• 20世纪90年代的随机年份

  let year = 1990 + arc4random_uniform(10)
  

一般形式:

let number = min + arc4random_uniform(max - min + 1)

其中number,max和min是UInt32.

关于什么...

arc4random()

您还可以使用arc4random()生成UInt320到2 ^ 32-1之间的随机数.因此,要获得0和之间的随机数x-1,您可以将其除以x并取余数.或者换句话说,使用剩余运算符(%):

let number = arc4random() % 5 // 0...4

但是,这会产生轻微的模偏差(另请参见此处和此处),因此arc4random_uniform()建议这样做.

转换为 Int

通常情况下这将是罚款,做这样的事情,以来回转换之间Int和UInt32:

let number: Int = 10
let random = Int(arc4random_uniform(UInt32(number)))

但问题是,它Int具有一系列-2,147,483,648...2,147,483,64732位系统和一系列-9,223,372,036,854,775,808...9,223,372,036,854,775,80764位系统.将其与UInt32范围进行比较0...4,294,967,295.该U的UInt32手段无符号.

请考虑以下错误:

UInt32(-1) // negative numbers cause integer overflow error
UInt32(4294967296) // numbers greater than 4,294,967,295 cause integer overflow error

因此,您只需要确保输入参数在UInt32范围内,并且您不需要超出该范围的输出.

Answer 9

10(0-9)之间随机数的例子;

import UIKit

let randomNumber = Int(arc4random_uniform(10))

非常简单的代码 - 简单而简短.

Answer 10

我已经能够用来rand()获得一个随机的CInt.您可以使用以下内容将其设为Int:

let myVar: Int = Int(rand())

您可以使用自己喜欢的C随机函数,如果需要,只需将值转换为Int即可.

Answer 11

@jstn的答案很好,但有点冗长.Swift被称为面向协议的语言,因此我们可以通过添加协议扩展的默认实现来实现相同的结果,而无需为整数族中的每个类实现样板代码.

public extension ExpressibleByIntegerLiteral {
    public static func arc4random() -> Self {
        var r: Self = 0
        arc4random_buf(&r, MemoryLayout<Self>.size)
        return r
    }
}

现在我们可以做到:

let i = Int.arc4random()
let j = UInt32.arc4random()

和所有其他整数类都可以.

Answer 12

更新日期：2022 年 6 月 9 日。

斯威夫特 5.7

假设我们有一个数组：

let numbers: [Int] = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

对于 iOS 和 macOS，您可以在 Xcode 框架中使用系统范围的随机源GameKit。在这里你可以找到GKRandomSource类及其sharedRandom()类方法：

import GameKit

private func randomNumberGenerator() -> Int {
    let rand = GKRandomSource.sharedRandom().nextInt(upperBound: numbers.count)
    return numbers[rand]
}

randomNumberGenerator()

您还可以使用randomElement()返回集合的随机元素的方法：

let randomNumber = numbers.randomElement()!
print(randomNumber)

或者使用arc4random_uniform(). 注意这个方法返回UInt32类型。

let generator = Int(arc4random_uniform(11))
print(generator)

当然，我们可以使用一个makeIterator()方法来返回集合元素的迭代器。

let iterator: Int = (1...10).makeIterator().shuffled().first!
print(iterator)

您在此处看到的最后一个示例在 的帮助下返回指定范围内的随机值static func random(in range: ClosedRange<Int>) -> Int。

let randomizer = Int.random(in: 1...10)
print(randomizer)

伪随机双精度数字生成器drand48()返回 0.0 到 1.0 之间的值。

import Foundation

let randomInt = Int(drand48() * 10)

Answer 13

在Swift 4.2中,您可以通过调用所需的random()任何数字类型的方法来生成随机数,从而提供您想要使用的范围.例如,这会生成1到9范围内的随机数,包括两侧

let randInt = Int.random(in: 1..<10)

还有其他类型

let randFloat = Float.random(in: 1..<20)
let randDouble = Double.random(in: 1...30)
let randCGFloat = CGFloat.random(in: 1...40)

Answer 14

这是一个很好地完成工作的库 https://github.com/thellimist/SwiftRandom

public extension Int {
    /// SwiftRandom extension
    public static func random(lower: Int = 0, _ upper: Int = 100) -> Int {
        return lower + Int(arc4random_uniform(UInt32(upper - lower + 1)))
    }
}

public extension Double {
    /// SwiftRandom extension
    public static func random(lower: Double = 0, _ upper: Double = 100) -> Double {
        return (Double(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
    }
}

public extension Float {
    /// SwiftRandom extension
    public static func random(lower: Float = 0, _ upper: Float = 100) -> Float {
        return (Float(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
    }
}

public extension CGFloat {
    /// SwiftRandom extension
    public static func random(lower: CGFloat = 0, _ upper: CGFloat = 1) -> CGFloat {
        return CGFloat(Float(arc4random()) / Float(UINT32_MAX)) * (upper - lower) + lower
    }
}

Answer 15

 let MAX : UInt32 = 9
 let MIN : UInt32 = 1

    func randomNumber()
{
    var random_number = Int(arc4random_uniform(MAX) + MIN)
    print ("random = ", random_number);
}

Answer 16

我想补充一下现有的答案,即Swift本书中的随机数生成器示例是一个线性同余生成器(LCG),它是一个非常有限的一个,不应该是除了必须琐碎的例子,其中随机性的质量没有什么都不重要.并且LCG绝不应该用于加密目的.

arc4random()更好,可用于大多数目的,但不应再用于加密目的.

如果您想要保证加密安全的内容,请使用SecCopyRandomBytes().请注意,如果您将随机数生成器构建为某些内容,则其他人可能最终(误)将其用于加密目的(例如密码,密钥或盐生成),那么您应该考虑使用SecCopyRandomBytes(),即使您的需要不是非常需要.

Answer 17

自Swift 4.2起

有一组新的API：

let randomIntFrom0To10 = Int.random(in: 0 ..< 10)
let randomDouble = Double.random(in: 1 ... 10)

• 现在，所有数字类型都有采用的random(in:)方法range。

• 它返回在该范围内均匀分布的数字。

TL; DR

那么，“好的”旧方法有什么问题？

1. 您必须使用导入的C API （它们在平台之间是不同的）。

2. 而且...

如果我告诉您随机不是那样怎么办？

如果使用arc4random() （计算余数）类似arc4random() % aNumber，则结果不会在0和之间均匀分布aNumber。有一个问题叫做模偏差。

模偏差

通常情况下，该函数生成之间的随机数0和MAX （取决于类型等）。为了简单快速地举一个例子，假设最大数为，7并且您关心范围内的随机数0 ..< 2 （如果愿意，可以选择区间[0，3]）。

单个数字的概率为：

• 0：3/8 = 37.5％
• 1：3/8 = 37.5％
• 2：2/8 = 25％

换句话说，您更有可能以0或1而不是2结尾。当然，请记住，这是极其简化的，并且MAX数更高，使其更加“公平”。

此问题是由解决随机统一- SE-0202的雨燕4.2

Answer 18

斯威夫特 4.2

再见导入 Foundation C lib arc4random_uniform()

// 1  
let digit = Int.random(in: 0..<10)

// 2
if let anotherDigit = (0..<10).randomElement() {
  print(anotherDigit)
} else {
  print("Empty range.")
}

// 3
let double = Double.random(in: 0..<1)
let float = Float.random(in: 0..<1)
let cgFloat = CGFloat.random(in: 0..<1)
let bool = Bool.random()

1. 您可以使用 random(in:) 从范围中生成随机数字。
2. 如果范围为空，randomElement() 将返回 nil，因此您要解开返回的 Int 吗？与 if let 。
3. 您可以使用 random(in:) 生成随机 Double、Float 或 CGFloat，并使用 random() 返回随机 Bool。

更多 @ 1sucai.com

Answer 19

var randomNumber = Int(arc4random_uniform(UInt32(**5**)))

这里5将确保生成随机数,但是从零到五.您可以相应地设置值.

Answer 20

在某些版本的Xcode中没有arc4Random_uniform()(在7.1中它运行但不为我自动完成).你可以这样做.

从0-5生成随机数.第一

import GameplayKit

然后

let diceRoll = GKRandomSource.sharedRandom().nextIntWithUpperBound(6)