Αλγόριθμος για την παραγωγή ενός τυχαίου αριθμού

Νομίζω ότι θα βρείτε ότι πραγματικά δεν θέλετε να το κάνετε αυτό. Δεδομένου ότι οι αριθμοί στην αύξηση της βάσης δεδομένων, μπορείτε να περάσετε πάρα πολύ χρόνο στο «βεβαιωθείτε ότι ο αριθμός αυτός δεν έχει ληφθεί» βρόχο.

Προσωπικά, είχα την τύχη με hashes ως εναλλακτική λύση, αλλά να καταλήξουμε σε μια καλύτερη λύση, θα ήθελα πραγματικά να ξέρω γιατί θέλετε να το κάνετε με αυτόν τον τρόπο.

Η εμπειρία μου ήταν απλά χρησιμοποιώντας το RNG σε PHP. Βρήκα ότι χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο μέγεθος του αριθμού (είμαι χρησιμοποιώντας έναν int, έτσι έχω ένα μέγιστο των 4G). Έτρεξα κάποιες δοκιμές και διαπίστωσε ότι, κατά μέσο όρο, σε 500.000 επαναλήψεις, πήρα 120 και μόνο εις διπλούν. Ποτέ δεν πήρα μια τριπλούν μετά την εκτέλεση του βρόχου ένα σωρό φορές. «Λύση» μου ήταν τότε απλά εισάγετε και να ελέγξετε αν αποτύχει, τότε να δημιουργήσει μια νέα ταυτότητα και να πάει πάλι.

Η συμβουλή μου είναι να κάνουν το ίδιο και να δούμε τι ποσοστό σύγκρουση σας είναι και γ και να δούμε αν αυτό είναι αποδεκτό για την περίπτωσή σας.

Αυτή δεν είναι η βέλτιστη, οπότε αν κάποιος έχει προτάσεις ψάχνω πάρα πολύ :)

EDIT: Ι περιορίστηκε σε 5 ψηφίων ID ([a-ΖΑ-Z0-9] {5,5}), όσο μεγαλύτερη είναι η id (πάνω συνδυασμός, οι λίγες συγκρούσεις). Η MD5 του ηλεκτρονικού ταχυδρομείου θα σχεδόν ποτέ δεν έρχονται σε αντίθεση, για παράδειγμα.

Το πρόβλημα είναι ότι αν παραγωγή τυχαίων αριθμών είναι η πολύ πιθανό να παράγουν αντίγραφα infinatly.

ωστόσο:

<?php
//Lets assume we already have a connection to the db
$sql = "SELECT randField FROM tableName";
$result = mysql_query($sql);
$array = array();
while($row = mysql_fetch_assoc($result))
 {
   $array[] = $row['randField'];
 }
while(True)
 {
   $rand = rand(0, 999999);
   if(!in_array($rand))
     {
       //This number is not in the db so use it!
       break;
     }
 }
?>

Αν και αυτό θα κάνει ό, τι θέλετε πάρα πολύ, είναι μια κακή ιδέα, καθώς αυτό δεν θα κλίμακα για πολύ, eventualy σειρά σας θα πάρει σε μεγάλες και θα χρειαστεί ένα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα για να δημιουργήσει ένα τυχαίο δεν είναι ήδη σε db σας .

υποθέτοντας ότι:

• Η τυχαιότητα είναι απαραίτητη για την μοναδικότητα, όχι για την ασφάλεια
• user_id σας είναι 32 bit
• όριο των 9999999 ήταν απλά ένα παράδειγμα

Θα μπορούσαμε να κάνουμε κάτι απλό όπως έχοντας τον τυχαίο αριθμό ως ακέραιος 64 bit, με τις άνω 32 bits που περιέχει τη χρονική σήμανση (στο ένθετο σειρά) και τα χαμηλότερα 32 bits η user_id. Αυτό θα ήταν το μοναδικό ακόμα και για πολλαπλές σειρές με τον ίδιο τον χρήστη, αρκεί να χρησιμοποιήσετε ένα κατάλληλο ψήφισμα σχετικά με timestamp σας ανάλογα με το πόσο συχνά μπορείτε να προσθέσετε νέες σειρές για τον ίδιο χρήστη. Συνδυάστε το με ένα μοναδικό εμπόδιο για την τυχαία στήλη και να πιάσει κανένα τέτοιο σφάλμα στη λογική σας και, στη συνέχεια, απλά προσπαθήστε ξανά.

Είναι εύκολο να σχεδιάσει μια γεννήτρια ψευδοτυχαίων αριθμών με μια μακρά περίοδο nonrepetition? για παράδειγμα αυτό , το οποίο χρησιμοποιείται για το ίδιο πράγμα που θέλετε για.

BTW, γιατί να μην εκδίδει διαδοχικά το userid του;

PHP έχει ήδη μια λειτουργία για το σκοπό αυτό, uniqid . Δημιουργεί ένα πρότυπο UUID που είναι μεγάλη, αν έχετε πρόσβαση στα δεδομένα από αλλού. Μην επανεφεύρουμε τον τροχό.

Θέλετε μια λύση over-the-top;

Υποθέτω τυχαιότητα δεν προορίζεται να είναι κρυπτογράφησης ποιότητας, αλλά ίσα-ίσα για να αποθαρρύνουν μαντέψουν τη μακροζωία του χρήστη, από user_id.

Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, να δημιουργήσει μια λίστα με όλα τα 10 εκατομμύρια αριθμούς σε μορφή συμβολοσειράς.

Προαιρετικά, εκτελέσει κάποια απλός μετασχηματισμός, όπως την προσθήκη μια σταθερή συμβολοσειρά στη μέση. (Αυτό είναι ακριβώς σε περίπτωση που το αποτέλεσμα είναι πολύ προβλέψιμη.)

Περάστε τους σε ένα εργαλείο που δημιουργεί τέλειο λειτουργίες Hash , όπως gperf .

Ο κώδικας που προκύπτει μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κωδικοποιήσει γρήγορα id του χρήστη κατά το χρόνο εκτέλεσης σε μια μοναδική τιμή κατακερματισμού που είναι εγγυημένη για να μην έρθουν σε σύγκρουση με τις άλλες τιμές κατακερματισμού.

Γιατί δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο ένα GUID; Οι περισσότερες γλώσσες θα πρέπει να έχει ένα ενσωματωμένο τρόπος για να γίνει αυτό. Είναι εγγυημένη για να είναι μοναδική (με πολύ λογικά όρια).

Μου αρέσει η ιδέα Oddthinking, αλλά αντί να επιλέξει το ισχυρότερο συνάρτηση κατακερματισμού στον κόσμο, θα μπορούσατε απλά:

• Δημιουργήστε το MD5 είναι από τα πρώτα 10 εκατομμύρια των αριθμών (που εκφράζεται ως χορδές, + λίγο αλάτι)
• Έλεγχος για διπλότυπα εκτός σύνδεσης , δηλαδή πριν πάει στην παραγωγή (υποθέτω ότι δεν θα υπάρξει οποιαδήποτε)
• Αποθηκεύστε τα διπλότυπα σε μια σειρά κάπου
• Όταν ξεκινήσει η εφαρμογή σας, τοποθετήστε τον πίνακα
• Όταν θέλετε να εισάγετε ένα αναγνωριστικό, επιλέξτε τον επόμενο αριθμό, υπολογίζει το MD5 του, ελέγξτε αν είναι στη σειρά, και αν δεν το χρησιμοποιήσετε ως ταυτότητα στη βάση δεδομένων. Διαφορετικά, επιλέξτε επόμενο αριθμό

MD5 είναι γρήγορο, και ελέγχοντας αν ένα string ανήκει σε μια σειρά θα μπορείτε να αποφύγετε μια SELECT.

Δοκιμάστε τη δήλωση στην mysql SELECT CAST (RAND () * 1000000 AS INT)

Έχω πραγματικά ήδη γράψει ένα άρθρο για αυτό . Παίρνει την ίδια προσέγγιση όπως απάντηση Robert Gould, αλλά επιπλέον δείχνει πώς να συντομεύσει ένα μπλοκ κρυπτογράφησης σε ένα κατάλληλο μήκος χρησιμοποιώντας XOR αναδίπλωση, και στη συνέχεια πώς μπορούν να παράγουν τις παραλλαγές σε ένα εύρος που δεν είναι μια δύναμη του 2, ενώ θα διατηρήσει το μοναδικότητα ιδιοκτησίας.

Μάλλον δεν είχε πιάσει το σημείο σας, αλλά τι γίνεται με auto_increments;

Αν πραγματικά θέλετε να πάρετε «τυχαία» τους αριθμούς από 0 έως 9 999 999, τότε η λύση είναι να κάνουμε το «τυχαία» μια φορά, και στη συνέχεια να αποθηκεύσετε το αποτέλεσμα στο δίσκο σας.

Δεν είναι δύσκολο να πάρει το αποτέλεσμα που θέλετε, αλλά το σκέφτομαι περισσότερο σαν «κάνει μια μεγάλη λίστα με τους αριθμούς», από το «να πάρει έναν τυχαίο αριθμό».

$array = range(0, 9999999);
$numbers = shuffle($array);

Θα χρειαστείτε επίσης ένα δείκτη στην τρέχουσα θέση σε αριθμούς $ (το αποθηκεύσετε σε μια βάση δεδομένων)? ξεκινήσουμε με 0 και αυξάνει την κάθε φορά που θα χρειαστεί ένα νέο αριθμό. (Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε array_shift () ή array_pop (), αν δεν επιθυμείτε να χρησιμοποιήσετε δείκτες.)

Ένας αλγόριθμος σωστή PRNG (Pseudo-Random Number Generator) θα έχει ένα χρόνο κύκλου κατά την οποία δεν θα είναι ποτέ στην ίδια κατάσταση. Αν σας εκθέσει ολόκληρη την πολιτεία της PRNG του αριθμού ανακτώνται από αυτό, θα πάρετε έναν αριθμό που εγγυάται μοναδική για την περίοδο της γεννήτριας.

Μια απλή PRNG που κάνει αυτό καλείται η « γραμμική συμβατική PRNG» η οποία επαναλαμβάνεται μια φόρμουλα:

X(i) = AX(i-1)|M

Χρησιμοποιώντας το σωστό ζευγάρι των παραγόντων που μπορείτε να πάρετε μια περίοδο 2 ^ 30 (περίπου 1 δις) από ένα απλό PRNG με συσσωρευτή 32 bit. Σημειώστε ότι θα χρειαστείτε ένα κομμάτι 64 μακρά μακρά προσωρινή μεταβλητή για να κρατήσει το ενδιάμεσο τμήμα «AX» του υπολογισμού. Οι περισσότεροι, αν όχι όλοι οι μεταγλωττιστές C θα υποστηρίζει αυτόν τον τύπο δεδομένων. Θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να το κάνει με έναν αριθμητικό τύπο δεδομένων στις περισσότερες διαλέκτους SQL.

Με τις σωστές τιμές των Α και Μ μπορούμε να πάρουμε μια γεννήτρια τυχαίων αριθμών με καλές στατιστικές και γεωμετρικές ιδιότητες. Υπάρχει ένα διάσημο βιβλίο σχετικά με αυτό γράφτηκε από Fishman και Moore.

Για Μ = 2 ^ 31-1 παίρνουμε να χρησιμοποιήσετε τις τιμές των Α παρακάτω για να πάρετε μια PRNG με ένα ωραίο μακρά περίοδο (2 ^ 30 IIRC).

Καλή τιμές του Α:

742,938,285  
950,706,376  
1,226,874,159  
62,089,911  
1,343,714,438   

Σημειώστε ότι αυτό το είδος της γεννήτριας είναι (εξ ορισμού) δεν κρυπτογραφικά ασφαλής. Εάν γνωρίζετε τον τελευταίο αριθμό που παράγεται από αυτό μπορείτε να προβλέψει τι θα κάνουμε στη συνέχεια. Δυστυχώς πιστεύω ότι δεν μπορείτε να πάρετε κρυπτογραφική ασφάλεια και εγγυημένη μη επαναληψιμότητα, την ίδια στιγμή. Για μια PRNG να είναι ασφαλής από κρυπτογραφική άποψη (π.χ. Blum Blum Shub ) ότι μπορεί να μην εκθέτουν επαρκή κατάσταση σε ένα αριθμός που παράγεται για να επιτραπεί ο επόμενος αριθμός στην ακολουθία που πρόκειται να προβλεφθεί. Συνεπώς, η εσωτερική κατάσταση είναι ευρύτερη από την παραγόμενη αριθμό και (για να έχει καλή ασφάλεια) η περίοδος θα είναι μεγαλύτερη από τον αριθμό των πιθανών τιμών που μπορεί να δημιουργηθεί. Αυτό σημαίνει ότι το εκτεθειμένο αριθμός δεν θα είναι το μοναδικό εντός της περιόδου.

Για παρόμοιους λόγους, το ίδιο ισχύει και για τις γεννήτριες μακράς περιόδου, όπως ο Mersenne Twister.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να πάει για αυτό ένας τρόπος θα ήταν να κατασκευάσει έναν πίνακα με τους αριθμούς 0000000 έως 9999999 και στη συνέχεια να πάρει μια τυχαία επιλογή των αριθμών αυτών σε αυτήν την σειρά και να ανταλλάξουν τις πήρε τιμές αριθμούς με την υψηλότερη μέγιστη τιμή στη συνέχεια να μειώσει το μέγιστο από 1 και να πάρει ένα άλλο τυχαίο μέλος αυτού του πίνακα μέχρι το νέο ανώτατο

κάθε φορά μειώνοντας Max κατά ένα

για παράδειγμα (στα βασικά): (προς τα δεξιά είναι τα σχόλια που θα πρέπει να αφαιρεθεί το πραγματικό πρόγραμμα) Rndfunc είναι μια πρόσκληση για τη λειτουργία της γεννήτριας ό, τι τυχαίων αριθμών που χρησιμοποιείτε

dim array(0 to 9999999) as integer
for x% = 1 to 9999999
array(x%)=x%
next x%
maxPlus = 10000000
max =9999999
pickedrandom =int(Rndfunc*maxPlus)  picks a random indext of the array based on    
                                   how many numbers are left
maxplus = maxplus-1
swap array(pickedrandom) , array(max) swap this array value to the current end of the
                                     array 
max = max -1                   decrement the pointer of the max array value so it 
                              points to the next lowest place..

τότε συνεχίστε να κάνετε αυτό για κάθε αριθμό που θέλετε να επιλέξετε, αλλά θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν πολύ μεγάλες συστοιχίες

η άλλη μέθοδος θα ήταν ως εξής: παράγει έναν αριθμό και να το αποθηκεύσετε σε μια σειρά που μπορούν να αναπτυχθούν δυναμικά στη συνέχεια, μετά από αυτό να πάρει ένα νέο αριθμό και συγκρίνετέ την με την τιμή που είναι στα μισά του δρόμου από το πρώτο έως το τελευταίο στοιχείο του πίνακα σε αυτήν την περίπτωση θα είναι ο πρώτος αριθμός πήρε αν ταιριάζει πάρει ένα άλλο τυχαίο αριθμό, να ταξινομήσετε τον πίνακα ανάλογα με το μέγεθος και αν δεν υπάρχει αντιστοιχία, στη συνέχεια, ανάλογα με τον καιρό να είναι μεγαλύτερος ή μικρότερος από τον αριθμό που είναι σε σχέση με πας προς τα πάνω ή προς τα κάτω στην ο κατάλογος μισό μισό της απόστασης, κάθε φορά που δεν ταιριάζει και είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο από ό, τι είναι αυτό σύγκριση με.

κάθε φορά μείωση κατά το ήμισυ αυτό μέχρι να φτάσετε σε ένα μέγεθος κενού ενός συνέχεια να ελέγχετε μία φορά και να σταματήσει καθώς δεν υπάρχει αντιστοιχία, και στη συνέχεια ο αριθμός προστίθεται στη λίστα και ο κατάλογος ανακατεύεται με αύξουσα σειρά, ούτω καθεξής και ούτω καθεξής μέχρι να είναι γίνεται επιλέγοντας τυχαίους αριθμούς ... ελπίδα αυτό βοηθά ..

Αν θέλετε να εξασφαλίσετε ότι οι τυχαίες, οι αριθμοί δεν είναι επαναλαμβανόμενες, θα πρέπει να έχετε ένα μη επαναλαμβανόμενο τυχαίων αριθμών-γεννήτρια (όπως περιγράφεται εδώ ).

Η βασική ιδέα είναι ότι ο ακόλουθος τύπος seed * seed & pθα παραχθεί μη-επαναλαμβανόμενες τυχαία-αριθμούς για κάθε είσοδο x such that 2x < pκαι p - x * x % pπαράγει όλες τις άλλες τυχαίος-αριθμού aswell μη επαναλαμβανόμενη, αλλά μόνο αν p = 3 mod 4. Έτσι, βασικά το μόνο που χρειάζεστε είναι ένα ενιαίο primnumber όσο πιο κοντά 9999999γίνεται. Με αυτό τον τρόπο η προσπάθεια μπορεί να μειωθεί σε μία μόνο ανάγνωση τομέα, αλλά με το μειονέκτημα ότι είτε πάρα πολύ τα μεγάλα αναγνωριστικά δημιουργούνται ή πολύ λίγα αναγνωριστικά θα δημιουργηθεί.

Αυτός ο αλγόριθμος δεν μεταθέτει πολύ καλά, γι 'αυτό ήθελα να συστήσω το συνδυασμό του είτε με XOR ή προσθήκη ή κάποια άλλη προσέγγιση για να αλλάξει την ακριβή τιμή, χωρίς να καταστρέφει την 1-προς-1-σχέση μεταξύ των σπόρων και παράγεται αξία τους.