Spec-Zone.ru › Ruby 3.4

класс Random

Random предоставляет интерфейс к псевдослучайному генератору чисел Руби, или ПСГЧ. ПСГЧ генерирует детерминированную последовательность бит, приближающую истинную случайность. Последовательность может быть представлена целыми числами, числами с плавающей точкой или двоичными строками.

Генератор может быть инициализирован системным или пользовательским значением начального состояния с помощью Random.srand.

Метод класса Random.rand предоставляет базовые функции Kernel.rand вместе с лучшей обработкой чисел с плавающей точкой. Оба эти интерфейса взаимодействуют с системным ПСГЧ Руби.

Random.new создаст новый ПСГЧ с состоянием, независимым от системного ПСГЧ Руби, что позволяет существовать нескольким генераторам с различными значениями начального состояния или позициями в последовательности одновременно. Объекты Random могут быть сериализованы, что позволяет сохранять и возобновлять последовательности.

ПСГЧ в настоящее время реализован как модифицированный генератор Мерсенна-Твистера с периодом 219937-1. Поскольку этот алгоритм не предназначен для криптографического использования, для обеспечения безопасности необходимо использовать SecureRandom, а не этот ПСГЧ.

См. также модуль Random::Formatter, добавляющий удобные методы для генерации различных форм случайных данных.

Методы публичного класса

bytes(размер) → строка
Исходный код
static VALUE
random_s_bytes(VALUE obj, VALUE len)
{
    rb_random_t *rnd = rand_start(default_rand());
    return rand_bytes(&random_mt_if, rnd, NUM2LONG(rb_to_int(len)));
}

Возвращает случайную двоичную строку. Аргумент size определяет длину возвращаемой строки.

new(seed = Random.new_seed) → prng
Исходный код
static VALUE
random_init(int argc, VALUE *argv, VALUE obj)
{
    rb_random_t *rnd = try_get_rnd(obj);
    const rb_random_interface_t *rng = rb_rand_if(obj);

    if (!rng) {
        rb_raise(rb_eTypeError, "undefined random interface: %s",
                 RTYPEDDATA_TYPE(obj)->wrap_struct_name);
    }

    unsigned int major = rng->version.major;
    unsigned int minor = rng->version.minor;
    if (major != RUBY_RANDOM_INTERFACE_VERSION_MAJOR) {
        rb_raise(rb_eTypeError, "Random interface version "
                 STRINGIZE(RUBY_RANDOM_INTERFACE_VERSION_MAJOR) "."
                 STRINGIZE(RUBY_RANDOM_INTERFACE_VERSION_MINOR) " "
                 "expected: %d.%d", major, minor);
    }
    argc = rb_check_arity(argc, 0, 1);
    rb_check_frozen(obj);
    if (argc == 0) {
        rnd->seed = rand_init_default(rng, rnd);
    }
    else {
        rnd->seed = rand_init(rng, rnd, rb_to_int(argv[0]));
    }
    return obj;
}

Создаёт новый PRNG, используя seed для задания начального состояния. Если seed опущено, генератор инициализируется с помощью Random.new_seed.

См. Random.srand для получения дополнительной информации об использовании значений seed.

new_seed → целое число
Исходный код
static VALUE
random_seed(VALUE _)
{
    VALUE v;
    with_random_seed(DEFAULT_SEED_CNT, 1, true) {
        v = make_seed_value(seedbuf, DEFAULT_SEED_CNT);
    }
    return v;
}

Возвращает произвольное значение seed. Оно используется Random.new, когда значение seed не указано в качестве аргумента.

Random.new_seed  #=> 115032730400174366788466674494640623225
rand → число с плавающей точкой
rand(max) → число
rand(диапазон) → число
Исходный код
static VALUE
random_s_rand(int argc, VALUE *argv, VALUE obj)
{
    VALUE v = rand_random(argc, argv, Qnil, rand_start(default_rand()));
    check_random_number(v, argv);
    return v;
}

Возвращает случайное число, используя Ruby-систему PRNG.

См. также Random#rand.

seed → целое число
Исходный код
static VALUE
random_s_seed(VALUE obj)
{
    rb_random_mt_t *rnd = rand_mt_start(default_rand());
    return rnd->base.seed;
}

Возвращает значение seed, используемое для инициализации Ruby-системы PRNG. Оно может быть использовано для инициализации другого генератора с тем же состоянием в более позднее время, что приведет к созданию той же последовательности чисел.

Random.seed      #=> 1234
prng1 = Random.new(Random.seed)
prng1.seed       #=> 1234
prng1.rand(100)  #=> 47
Random.seed      #=> 1234
Random.rand(100) #=> 47
srand(число = Random.new_seed) → old_seed
Исходный код
static VALUE
rb_f_srand(int argc, VALUE *argv, VALUE obj)
{
    VALUE seed, old;
    rb_random_mt_t *r = rand_mt_start(default_rand());

    if (rb_check_arity(argc, 0, 1) == 0) {
        seed = random_seed(obj);
    }
    else {
        seed = rb_to_int(argv[0]);
    }
    old = r->base.seed;
    rand_init(&random_mt_if, &r->base, seed);
    r->base.seed = seed;

    return old;
}

Инициализирует генератор псевдослучайных чисел системы, с помощью number. Возвращается предыдущее значение seed.

Если number опущено, генератор инициализируется с использованием источника энтропии, предоставленного операционной системой (если доступно /dev/urandom на системах Unix или криптографический поставщик RSA на Windows), который затем комбинируется со временем, идентификатором процесса и номером последовательности.

srand может быть использован для обеспечения воспроизводимости последовательностей псевдослучайных чисел при разных запусках программы. Установив значение seed, программы могут быть сделаны детерминированными во время тестирования.

srand 1234               # => 268519324636777531569100071560086917274
[ rand, rand ]           # => [0.1915194503788923, 0.6221087710398319]
[ rand(10), rand(1000) ] # => [4, 664]
srand 1234               # => 1234
[ rand, rand ]           # => [0.1915194503788923, 0.6221087710398319]
urandom(размер) → строка
Исходный код
static VALUE
random_raw_seed(VALUE self, VALUE size)
{
    long n = NUM2ULONG(size);
    VALUE buf = rb_str_new(0, n);
    if (n == 0) return buf;
    if (fill_random_bytes(RSTRING_PTR(buf), n, TRUE))
        rb_raise(rb_eRuntimeError, "failed to get urandom");
    return buf;
}

Возвращает строку, используя функции платформы. Ожидается, что возвращаемое значение является криптографически безопасным псевдослучайным числом в двоичном формате. Данный метод генерирует RuntimeError если функция платформы не смогла подготовить результат.

В 2017 году в manpage Linux random(7) было указано, что «никакой криптографический примитив, доступный сегодня, не может надеяться на больше, чем 256 бит безопасности». Поэтому может быть сомнительно передавать size > 32 в этот метод.

Random.urandom(8)  #=> "\x78\x41\xBA\xAF\x7D\xEA\xD8\xEA"

Методы публичного экземпляра

prng1 == prng2 → true или false
Исходный код
static VALUE
rand_mt_equal(VALUE self, VALUE other)
{
    rb_random_mt_t *r1, *r2;
    if (rb_obj_class(self) != rb_obj_class(other)) return Qfalse;
    r1 = get_rnd_mt(self);
    r2 = get_rnd_mt(other);
    if (memcmp(r1->mt.state, r2->mt.state, sizeof(r1->mt.state))) return Qfalse;
    if ((r1->mt.next - r1->mt.state) != (r2->mt.next - r2->mt.state)) return Qfalse;
    if (r1->mt.left != r2->mt.left) return Qfalse;
    return rb_equal(r1->base.seed, r2->base.seed);
}

Возвращает true, если два генератора имеют одинаковое внутреннее состояние, иначе false. Эквивалентные генераторы вернут одинаковую последовательность псевдослучайных чисел. Два генератора будут иметь одинаковое состояние только в том случае, если они были инициализированы одним и тем же seed

Random.new == Random.new             # => false
Random.new(1234) == Random.new(1234) # => true

и имеют одинаковую историю вызовов.

prng1 = Random.new(1234)
prng2 = Random.new(1234)
prng1 == prng2 # => true

prng1.rand     # => 0.1915194503788923
prng1 == prng2 # => false

prng2.rand     # => 0.1915194503788923
prng1 == prng2 # => true
bytes(размер) → строка
Исходный код
static VALUE
random_bytes(VALUE obj, VALUE len)
{
    rb_random_t *rnd = try_get_rnd(obj);
    return rand_bytes(rb_rand_if(obj), rnd, NUM2LONG(rb_to_int(len)));
}

Возвращает случайную двоичную строку, содержащую size байта.

random_string = Random.new.bytes(10) # => "\xD7:R\xAB?\x83\xCE\xFAkO"
random_string.size                   # => 10
rand → число с плавающей точкой
rand(max) → число
rand(диапазон) → число
Исходный код
static VALUE
random_rand(int argc, VALUE *argv, VALUE obj)
{
    VALUE v = rand_random(argc, argv, obj, try_get_rnd(obj));
    check_random_number(v, argv);
    return v;
}

Когда max является Integer, rand возвращает случайное целое число, большее или равное нулю и меньшее max. В отличие от Kernel.rand, когда max является отрицательным целым числом или нулем, rand генерирует ArgumentError.

prng = Random.new
prng.rand(100)       # => 42

Когда max является Float, rand возвращает случайное число с плавающей точкой между 0,0 и max, включая 0,0 и исключая max.

prng.rand(1.5)       # => 1.4600282860034115

Когда range является Range, rand возвращает случайное число, где range.member?(number) == true.

prng.rand(5..9)      # => one of [5, 6, 7, 8, 9]
prng.rand(5...9)     # => one of [5, 6, 7, 8]
prng.rand(5.0..9.0)  # => between 5.0 and 9.0, including 9.0
prng.rand(5.0...9.0) # => between 5.0 and 9.0, excluding 9.0

Как начальное, так и конечное значения диапазона должны иметь методы вычитания (-) и сложения (+), иначе rand вызовет ArgumentError.

seed → целое число
Исходный код
static VALUE
random_get_seed(VALUE obj)
{
    return get_rnd(obj)->seed;
}

Возвращает значение seed, используемое для инициализации генератора. Оно может быть использовано для инициализации другого генератора с тем же состоянием в более позднее время, что приведет к созданию той же последовательности чисел.

prng1 = Random.new(1234)
prng1.seed       #=> 1234
prng1.rand(100)  #=> 47

prng2 = Random.new(prng1.seed)
prng2.rand(100)  #=> 47

Ruby Core © 1993–2024 Yukihiro Matsumoto
Licensed under the Ruby License.
Ruby Standard Library © contributors
Licensed under their own licenses.

Spec-Zone.ru

Настройки Оффлайн Что нового Помощь О нас
Spec-Zone .ru
спецификации, руководства, описания, API