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生成随机数:Go 语言实践指南

花韻仙語
发布: 2025-08-01 16:24:24
原创
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生成随机数:Go 语言实践指南

在 Go 语言中,生成随机数是常见的需求。根据应用场景对安全性的不同要求,Go 提供了 crypto/rand 和 math/rand 两个包。crypto/rand 用于生成安全性较高的随机数,例如用于加密、安全令牌等场景。math/rand 则适用于对安全性要求不高的场景,例如模拟、游戏等。

使用 math/rand 生成随机数

math/rand 包提供了生成伪随机数的功能。在使用 math/rand 之前,通常需要使用一个种子(seed)来初始化随机数生成器。如果使用相同的种子,将会生成相同的随机数序列。因此,为了生成不同的随机数序列,通常使用当前时间作为种子。

以下是一个使用 math/rand 生成随机数的示例:

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func main() {
    // 使用当前时间作为种子初始化随机数生成器
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    // 生成一个随机整数
    randomNumber := rand.Int()
    fmt.Println("随机整数:", randomNumber)

    // 生成一个 0 到 n 之间的随机整数 (不包含 n)
    n := 100
    randomNumberInRange := rand.Intn(n)
    fmt.Printf("0 到 %d 之间的随机整数: %d\n", n, randomNumberInRange)

    // 生成一个随机浮点数,范围在 [0.0, 1.0)
    randomFloat := rand.Float64()
    fmt.Println("随机浮点数:", randomFloat)
}
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注意事项:

  • rand.Seed(time.Now().UnixNano()):使用当前时间的 Unix 纳秒时间戳作为种子。UnixNano() 返回的是纳秒级别的时间戳,相比 Unix() 精度更高,可以提供更好的随机性。
  • rand.Int():生成一个非负的随机整数。
  • rand.Intn(n):生成一个 0 到 n 之间的随机整数,不包含 n。
  • rand.Float64():生成一个范围在 [0.0, 1.0) 的随机浮点数。

使用 crypto/rand 生成安全随机数

crypto/rand 包提供了生成加密安全的随机数的功能。它使用操作系统提供的安全随机数源,因此生成的随机数具有更高的安全性。

以下是一个使用 crypto/rand 生成随机数的示例:

package main

import (
    "crypto/rand"
    "fmt"
    "io"
)

func main() {
    // 创建一个字节切片用于存储随机数
    b := make([]byte, 32)

    // 从安全随机数源读取随机数
    _, err := io.ReadFull(rand.Reader, b)
    if err != nil {
        fmt.Println("Error:", err)
        return
    }

    // 打印生成的随机数(十六进制格式)
    fmt.Printf("随机数 (十六进制): %x\n", b)
}
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注意事项:

  • io.ReadFull(rand.Reader, b):从 rand.Reader (一个实现了 io.Reader 接口的全局变量) 读取随机字节到字节切片 b 中。 io.ReadFull 确保读取到指定长度的字节,或者返回一个错误。
  • fmt.Printf("随机数 (十六进制): %x\n", b):将字节切片 b 转换为十六进制字符串进行打印。

总结

本文介绍了在 Go 语言中生成随机数的两种方法:使用 math/rand 和 crypto/rand。 math/rand 适用于对安全性要求不高的场景,例如模拟和游戏。在使用 math/rand 时,需要注意使用不同的种子来初始化随机数生成器,以避免生成相同的随机数序列。 crypto/rand 适用于对安全性要求较高的场景,例如加密和安全令牌。 crypto/rand 使用操作系统提供的安全随机数源,因此生成的随机数具有更高的安全性。选择哪种方法取决于具体的应用场景和安全需求。

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