Способы использования Math.random() в JavaScript
Math.random() — это один из API JavaScript. Это — функция, которая возвращает случайные числа. Диапазон возвращаемых чисел представлен значениями от 0 (включая 0, то есть, она может вернуть 0) до 1 (не включая 1, то есть — единицу она вернуть не может).
Эта функция чрезвычайно полезна при разработке игр, при описании анимаций, при создании наборов данных с использованием метода случайного выбора. Случайные числа применяются в процедуральном искусстве, при создании текстов и во многих других случаях. Эти числа можно использовать в веб-разработке, в мобильной разработке, в обычных настольных приложениях.
Вот пример, размещённый на CodePen, позволяющий генерировать случайные числа в диапазоне от 0 до 1 и от 0 до 10 (включая 0 и 10).
Пример использования Math.random()
Функцией Math.random() можно воспользоваться в тех случаях, когда в программах нужен элемент случайности. Рассмотрим десять способов применения этой функции. Все примеры, которые тут показаны, созданы разными программистами, которые, пользуясь Math.random() , добиваются различных интересных эффектов.
Анимация
Вот пример, в котором Math.random() используется для создания анимации.
Здесь объекты создаются и анимируются с использованием Math.random() . Светящиеся линии случайным образом формируют анимированные шестиугольники.
Музыка, сгенерированная компьютером
Вот проект, демонстрирующий пример использования Math.random() в деле создания компьютерной музыки.
Компьютерная музыка
Здесь за основу взята традиционная мелодия «Auld Lang Syne» («Старое доброе время»). Программа строит итоговую композицию, обрабатывая исходный материал по особому алгоритму, основанному на использовании случайных чисел.
Вывод случайного изображения
В данном проекте возможности генератора случайных чисел используются для выбора изображений.
Вывод изображения, выбранного случайным образом
Ссылки на изображения хранятся в массиве. Генерируемое случайное число умножается на длину массива (полученную с использованием его свойства length ). Полученное число округляется с помощью функции Math.floor() и применяется при установке свойства src элемента img , используемого для вывода изображения. Делается это при загрузке страницы или при нажатии на кнопку.
Случайный фоновый цвет
Здесь можно найти проект, в котором показан случайный выбор фонового цвета.
Случайный выбор фонового цвета
Самое интересное происходит в этом фрагменте кода:
Эта функция возвращает случайное целочисленное значение из заданного диапазона. Она используется для настройки характеристик цветов, таких, как тон, насыщенность и светлота.
Если вас интересует вопрос случайного генерирования цветов — взгляните на этот материал.
Процедуральное искусство
Вот проект, в котором случайные числа используются для создания изображения по заданным правилам.
Процедуральное искусство
При построении этих необычных кривых функция Math.random() используется дважды. Первый раз — для выбора цветов градиента. Второй раз — для настройки максимального радиуса кривых. Это — прекрасный пример того, как при каждом запуске процесса создания изображения получается что-то новое.
Случайный выбор слов из заранее созданного списка
Здесь можно найти программу, которая выводит на экран слова, случайным образом выбираемые из заранее созданного массива.
Случайный выбор слов
Вот код, который используется для выбора слова:
Этот пример очень похож на тот, где на странице выводится изображение, выбранное случайным образом. Пожалуй, разработка подобной программы хорошо подойдёт новичкам, которые хотят попрактиковаться в работе с веб-технологиями.
Генератор ключей API
Вот проект, в котором случайные числа используются для создания ключей API.
Система для создания случайных ключей API
Это — пример использования генератора случайных чисел, имеющий практическое применение в разработке реальных приложений. Здесь для создания UUID (Universally Unique IDentifier, универсальный уникальный идентификатор) программа генерирует 16 случайных чисел. Такой UUID можно использовать в роли ключа для доступа к некоему API.
Вывод фрагментов текста с использованием переходов, сформированных случайными символами
Здесь можно найти проект, в котором случайные числа используются при выводе текстов.
Переходы между фразами, сформированные с использованием генератора случайных чисел
Здесь имеются несколько фраз, выводимых друг за другом. Переходы между фразами реализованы с использованием случайных символов, подбираемых с использованием Math.random() . Кажется, что компьютер собирает каждую фразу, выполняя некие таинственные вычисления.
Игра «Камень, ножницы, бумага»
Здесь можно найти реализацию игры «Камень, ножницы, бумага».
Камень, ножницы, бумага
В этой классической игре Math.random() используется в качестве основы игровой логики. Компьютер делает ход, случайным образом выбирая один из трёх вариантов действий.
Генератор надёжных паролей
Вот программа, представляющая собой генератор надёжных паролей.
Генератор надёжных паролей
Здесь Math.random() используется для заполнения массива с будущим паролем буквами в верхнем и нижнем регистрах, цифрами и другими символами. Это — ещё один отличный пример практического использования Math.random() .
Заметки о Math.random()
Вполне возможно, что у вас, после того, как вы взглянули на примеры использования Math.random() , возникли вопросы об этой функции. Вот несколько таких вопросов, с которыми мне доводилось встречаться чаще всего.
▍По-настоящему ли случайны числа, которые выдаёт Math.random()?
Они, так сказать, не совсем случайны. Эта функция возвращает псевдослучайные числа. Алгоритм, на котором она основана, называется «генератор псевдослучайных чисел» (Pseudo-Random Number Generator, PRNG). Это значит, что последовательность выдаваемых им чисел может быть, в определённых условиях, воспроизведена.
Генерация случайных чисел в javascript.
В javascript часто требуется сгенерировать случайное число. Например, чтобы нарисовать звезду в ночном небе или анимировать хаотические аттракторы. Однако существуют различные способы генерации, и от приложения зависит, какой вы будете использовать.
Базовая генерация
Самый простой способ получить случайное число — это метод Math.random(), встроенный в javascript.
Math.random() всегда возвращает число с плавающей точкой между 0 и 1.
Технически, число, которое вы получите, может быть 0, но никогда не будет точно 1.
Посколько это используется достаточно часто, Math.random() помещают внутрь функции
function getRandom() <
return Math.random();
>
Проблема, конечно, заключается в том, что функция всегда будет создавать случайное число в пределах очень ограниченного диапазона. Большинство других рецептов на этой странице предназначены для того, чтобы решить эту проблему.
Генерация между числами: минимальные и максимальные значения
Чтобы добавить эту функциональность, нам потребуется немного математики.
FLOATING POINT
function getRandomFloat(min, max) <
return Math.random() * (max — min) + min;
>
getRandomFloat(11, 101)
> 75.31898734299466
function getRandomInt(min, max) <
return Math.floor(Math.random() * (max — min)) + min;
>
getRandomInt(10, 20)
> 12
Случайное целое число в диапазоне, включая минимальное и максимальное.
function getRandomInRange(min, max) <
return Math.floor(Math.random() * (max — min + 1)) + min;
>
getRandomInRange(1, 10)
> 7
Подбрасывание монеты(случайное true или false)
Если вам нужно получить просто 0 или 1, то используйте следующий код:
function coinToss() <
return Math.floor(Math.random() * 2);
>
coinToss();
> 0
Если нужно конкретно true или false
function coinToss() <
return (Math.floor(Math.random() * 2) === 0);
>
coinToss();
> true
Если вам нужно ассоциировать любые слова со сторонами монеты
function coinFlip() <
return (Math.floor(Math.random() * 2) === 0) ? «up» : «down»;
>
coinToss();
> up
Генерация с исключениями
Для ограниченного диапазона целых чисел: создайте массив чисел, которые вы бы хотели вырисовывать, и выберите из него случайное.
var numPool = [ 1, 3, 5, 7, 9, 10 ],
rand = numPool[Math.floor(Math.random() * numPool.length)];
Для чего-нибудь более динамичного: добавьте массив целых чисел, которые вы хотите исключить, и пустой массив, который будет содержать результат фильтрации первого массива во второй.
var numPool = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ];
var excludePool = [ 3, 4 ];
var filteredPool = [];
Затем создайте цикл по массиву numPool, проверьте, есть ли случайное число в массиве исключений excludePool, и поместите результат в массив filteredPool:
Наконец, отобразите случайное число из отфильтрованного массива
var rand = filteredPool[Math.floor(Math.random() * filteredPool.length)];
Генерация случайного, неповторяющегося числа
Для небольших наборов чисел: создайте массив, заполненный элементами, перетасуйте их случайным образом, поместите результат в новый массив, затем достаньте перетасованные элементы один раз:
var numPool = [ 13, 21, 36, 14, 27, 10 ];
function shuffle(numPool) <
for(var j, x, i = numPool.length; i; j = parseInt(Math.random() * i), x = numPool[—i], numPool[i] = numPool[j], numPool[j] = x);
return numPool;
>;
var randomResult = shuffle(numPool);
while( randomResult.length > 0 ) <
console.log( randomResult.pop() );
>
Для более больших наборов чисел: создайте и заполните массив случайными целыми числами, отклоняя любое, которое уже было ранее сгенерировано:
var numReserve = []
while (numReserve.length
В коде выше numReserve заполнен 12 случайными числами между 0 и 1000. Числа затем могут быть получены из массива.
Криптография
Всех показанных выше методов будет недостаточно для создания криптографически защищенных функций. Для этого мы можем использовать Web Cryptography API, создав типизированный массив:
var cryptoStor = new Uint16Array(8);
В этом случае мы создаем массив с 8 различными слотами, каждый из которых может содержать 16-битовое целое число без знака. Другие опции включают Int8Array, Uint8Array, int16Array, Int32Array и Uint32Array.
Теперь заполните массив случайными числами определенного типа
Показаны выбранные значения в консоли:
> [43484, 57947, 46691, 49849, 24272, 11827, 28203, 17423]
Web Cryptography API имеет хорошую поддержку в современных браузерах, хотя в некоторых нужно ставить префиксы.
Копирование материалов разрешается только с указанием автора (Михаил Русаков) и индексируемой прямой ссылкой на сайт (http://myrusakov.ru)!
Добавляйтесь ко мне в друзья ВКонтакте: http://vk.com/myrusakov.
Если Вы хотите дать оценку мне и моей работе, то напишите её в моей группе: http://vk.com/rusakovmy.
Если Вы не хотите пропустить новые материалы на сайте,
то Вы можете подписаться на обновления: Подписаться на обновления
Если у Вас остались какие-либо вопросы, либо у Вас есть желание высказаться по поводу этой статьи, то Вы можете оставить свой комментарий внизу страницы.
Порекомендуйте эту статью друзьям:
Если Вам понравился сайт, то разместите ссылку на него (у себя на сайте, на форуме, в контакте):
Она выглядит вот так:
Комментарии ( 5 ):
Здравствуйте! Можно вопрос не по теме статьи?
Конечно, можно! Но задайте его, пожалуйста, в службу поддержки: http://support.myrusakov.ru/
Спасибо! В следующий раз, уже ответили на javascript.ru
Прекрасно! Рады за вас!
не чего не вывелось Случайное целое число в диапазоне, включая минимальное и максимальное. function getRandomInRange(min, max) < return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min; >getRandomInRange(1, 10) > 7
Для добавления комментариев надо войти в систему.
Если Вы ещё не зарегистрированы на сайте, то сначала зарегистрируйтесь.
Модуль random. Генерация случайных чисел
В процессе программирования на Python может понадобиться случайное число. О том, как создать собственный простейший генератор псевдослучайных чисел и пойдет разговор в этой статье. Будут рассмотрены некоторые популярные методы и функции, которые включены в модуль random для Python 3 и позволяют получать значения случайным образом (randomly).
В качестве лирического отступления следует сказать, что, согласно специфике внутреннего состояния генератора, модуль для Python под названием random позволяет сгенерировать не случайный, а псевдослучайный элемент, то есть значения и их последовательности формируются на основе формулы. Раз последовательность зависит от нескольких параметров, она не является случайной в полном смысле этого слова. Если нужна истинная случайность, генерация может основываться, к примеру, на принципах квантовой механики, однако на практике это слишком дорого и сложно, да и не всегда экономически целесообразно, ведь для многих задач программирования вполне подойдут и псевдослучайные генераторы (если речь идет не про онлайн-казино). Вдобавок к этому, случайность (randomness) — вещь капризная, поэтому, как тут не вспомнить прекрасное высказывание американского математика Роберта Кавью:
Также на ум приходит еще одно интересное высказывание, но уже от выдуманного персонажа и с некоторым уклоном в философию:
Применение random в Python
В языке программирования «Пайтон» модуль random позволяет реализовывать генератор псевдослучайных чисел для разных распределений, куда входят как целые (integers), так и вещественные числа, то есть числа с плавающей запятой.
Общий список методов, поддерживаемых модулем random, можно посмотреть в таблице ниже. Тут стоит обратить внимание, что возврат значений может осуществляться на основе разных распределений (распределение Парето, распределение Вейбулла и т. д.), выбор которых зависит от области применения генератора случайных чисел (статистика, теория вероятности).
Но мы не будем углубляться в распределения, а рассмотрим самые простые методы. А так как разглядывать их в таблице совершенно неинтересно, давайте попрактикуемся и выясним, как может быть использован тот или иной метод в деле.
Но прежде чем это сделать и иметь возможность полноценно использовать модуль, его надо импортировать. Делается это предельно просто: нужно прописать в начале кода import random .
random.random
У модуля random есть одноименный метод-тезка — функция random. Она возвращает случайное число в диапазоне 0 — 1.0:
print(«Выводим случайное число с помощью random.random():»)
Если вы скопируете этот простейший код себе (можно использовать любой онлайн-компилятор), вы получите другое число.
Также вывести можно не одно, а, к примеру, три (three) числа (используется for i in range), причем прекрасным решением будет ограничить вывод до двух знаков после запятой (за это отвечает ‘%.2f’):
print(«Выводим 3 случайных числа; не более 2 знаков после запятой:»)
print([‘%.2f’ % random.random() for i in range(3)])
random.seed
Метод seed может показаться более сложным для понимания. Фишка в том, что, как уже было сказано выше, используется генератор псевдослучайных чисел, то есть выдача этих чисел происходит в соответствии с алгоритмом. Алгоритм вычисляет значение на основе другого числа, но это число берется не с потолка — оно вычисляется на основании текущего системного времени. В результате, если вы будете пробовать на своем компьютере один из кодов, рассмотренных выше, вы будете получать каждый раз новые числа.
Если же задействовать seed с одним и тем же параметром, то вычисление будет производиться на основании этого параметра. Итог — на выходе будут получаться одинаковые «случайные» значения. Возьмем для примера параметр 5 и сделаем так, чтобы метод отработал дважды:
random.uniform
С uniform все проще: возвращается псевдослучайное вещественное число, находящееся в определенном диапазоне, который указывается разработчиком:
print(«Находим число с плавающей точкой в заданном диапазоне:»)
random.randint
Randint в Python тоже позволяет вернуть псевдослучайное число в определенном диапазоне, но тут уже речь идет о целом значении (int, integer):
print(«Используем randint для генерации целого числа int из диапазона:»)
random.randrange
Следующий метод, называемый randrange, похож на предыдущий randint, но тут, кроме диапазона целых значений int, можно добавить еще и шаг выборки (в качестве третьего параметра):
print(«Генерируем случайное целое число в заданном диапазоне с шагом»)
print(random.randrange(10, 100, 2))
Судя по результату ниже и в соответствии с выбранным диапазоном от 10 до 100, установив шаг 2, мы будем получать лишь четные значения:
random.choice
Применение choice позволяет вернуть элемент из какой-нибудь последовательности — это может быть список, строка, кортеж.
И это уже интереснее, т. к. напрашивается аналогия с броском игрального кубика:
list = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print(«Выборка одного элемента из списка с помощью choice:»)
Ура, выпало шесть!
Проверьте, повезет ли так и вам. Но вообще, перечень может состоять из других цифр и даже слов.
Сыграйте в игру и попробуйте погадать, какой язык программирования вам лучше учить в Otus:
print(«Какой язык программирования будешь учить?»)
Sample и choices
Начиная с Python 3.6, появился метод choices. Его отличие в том, что он позволяет сделать выборку нескольких элементов из последовательности, а вот сколько именно будет значений, можно указать. В отличие от схожего метода sample, в choices возможно получение одинаковых цифр.
Вернемся к нашему виртуальному кубику. Вот работа sample:
list = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
print («Выборка двух случайных значений:»)
Все бы ничего, но этот метод будет постоянно выводить 2 разных значения. Если же мы захотим сымитировать бросок двух игральных кубиков, код придется менять, ведь в реальной жизни выкинуть дубль все-таки можно. Но зачем менять код, если есть choices? Он обеспечит вывод двух случайных значения из заданного диапазона, причем они могут повторяться. Это уже максимально приближено к реальному броску двух кубиков, причем профит достигается и за счет того, что объем кода не увеличивается. Ради интереса мы его даже уменьшили — оптимизировали (List превратился в l, да и лишний текст выкинули):
Кстати, вот и дубль — результат равен [6, 6], причем всего лишь с 5-й попытки (можете поверить на слово):
Правда, тут нюанс: пришлось сменить онлайн-компилятор, так как на предыдущем компиляторе Python версии 3.6 не поддерживался.
random.shuffle
Функция с интересным названием shuffle может перемешивать последовательность, меняя местами значения (она не подходит для неизменяемых объектов). Здесь важна именно последовательность выпадения определенных значений, как в лото.
print («Крутим барабан и достаем шары наугад: «, list)
Остается добавить, что английское слово shuffle означает «тасовать, перемешивать». Как тут не вспомнить картежного шулера или лопату-шуфлю для перемешивания бетонного раствора. Но это так, для общего развития.