JavaScript的Math.random是多么随机？

Question

6年来,我的网站上有一个随机数生成器页面.很长一段时间,它是Google上"随机数生成器"的第一个或第二个结果,并且已被用于在论坛和博客上决定数十个(如果不是数百个)竞赛和绘图(我知道因为我看到了我的推荐人)网络日志,通常去看看).

今天,有人通过电子邮件告诉我,它可能不像我想的那么随机.她尝试生成非常大的随机数(例如,介于1和10000000000000000000之间),发现它们几乎总是相同的位数.实际上,我将函数包装在一个循环中,因此我可以生成数千个数字,当然,对于非常大的数字,变化只有大约2个数量级.

为什么？

这是循环版本,所以你可以自己试试:

http://andrew.hedges.name/experiments/random/randomness.html

它既包括Mozilla开发者网络的直接实现,也包括1997年我从不再存在的网页中删除的一些代码(Paul Houle的"Central Randomizer 1.3").查看源以查看每种方法的工作原理.

我在这里和其他地方读过有关Mersenne Twister的文章.我感兴趣的是为什么JavaScript的内置Math.random函数的结果没有更大的变化.谢谢!

Answer 1

给定1到100之间的数字.

• 9有1位数(1-9)
• 90有2位数(10-99)
• 1有3位数(100)

给定1到1000之间的数字.

• 9有1位数
• 90有2位数
• 900有3位数
• 1有4位数

等等.

因此,如果您随机选择一些,那么绝大多数所选数字将具有相同的位数,因为绝大多数可能的值具有相同的位数.

Answer 2

您的结果实际上是预期的.如果随机数均匀分布在1到10 ^ n的范围内,那么您可能希望大约9/10的数字具有n个数字,并且另外9/100的数字具有n-1个数字.

Answer 3

有不同类型的随机性.Math.random为您提供统一的数字分布.

如果你想要不同的数量级,我建议使用指数函数来创建所谓的幂律分布:

function random_powerlaw(mini, maxi) {
    return Math.ceil(Math.exp(Math.random()*(Math.log(maxi)-Math.log(mini)))*mini)
}

此功能应该为您提供与2位数字和3位数字大致相同的1位数字.

随机数也有其他分布,如正态分布(也称为高斯分布).

Answer 4

看起来完全随机给我!(提示:这取决于浏览器.)

就我个人而言,我认为我的实施会更好,尽管我从XKCD中偷走了它,而XKCD应该始终得到承认:

function random() {
  return 4; // Chosen by a fair dice throw. Guaranteed to be random.
}

Answer 5

下面的文章解释了主要Web浏览器中的math.random()是如何(不)安全的: "主要浏览器中的临时用户跟踪以及跨域信息泄漏和攻击",Amid Klein(2008).它并不比典型的Java或Windows内置PRNG功能更强大.

另一方面,实现时段2 ^ 19937-1的SFMT需要为每个PRNG序列维持2496字节的内部状态.有些人可能认为这是不可原谅的代价.

Answer 6

如果您使用10000000000000000000之类的数字,那么您将超出Javascript使用的数据类型的准确性.请注意,生成的所有数字都以"00"结尾.

Answer 7

我在Chaos Game上尝试了JS伪随机数生成器.

我的Sierpiński三角形说它非常随意: