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文章編號：8826時間：2024-09-25人氣：
隨機數在計算機科學中無處不在。從密碼學到模擬，它們被用于各種應用。生成真正的隨機數并非易事。本篇文章將探討生成隨機數的藝術，從物理硬件到復雜的算法。
最可靠的隨機數來自物理硬件。例如，擲骰子或擲硬幣會產生看似隨機的結果。即使是這些簡單的活動也可能受到物理因素的影響，例如骰子的重量分布或硬幣的旋轉速度。
為了獲得更可靠的隨機性，我們可以求助于專注于利用自然現象的專用硬件。例如，大氣噪音或放射性衰變可用于生成真正隨機的位流。
雖然物理硬件可以提供真正的隨機性，但它往往并不方便或高效。對于需要大量隨機數的應用程序，使用偽隨機數生成器 (PRNG) 通常更為實用。
PRNG 是一種數學算法，從一個確定的種子生成一系列看似隨機的數字。種子是一個輸入值，確定 PRNG 生成的序列。PRNG 的質量取決于所使用的算法及其對種子的敏感性。
有各種各樣的 PRNG 算法可用。一些常見的算法包括：
X
n+1
= (a X
n
+ b) mod m
Python 標準庫提供了一些函數用于生成隨機數：
ranDOM.randint(a, b)
：生成閉區間 [a, b] 內的隨機整數
random.random()
：生成 0.0 和 1.0 之間的均勻分布的浮點數
random.choice(sequence)
：從序列中隨機選擇一個元素
random.shuffle(list)
：打亂列表中的元素
生成隨機數是一門復雜的藝術，需要硬件和算法相結合。通過了解不同方法的優點和缺點，您可以選擇最適合您應用程序需求的隨機數生成技術。
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