技术分享——猜数字游戏，了解 Math Random 函数

背景

周中有空，有空安排设计了一个开发猜数字的游戏，代码如下面的内容，简简单单可以轻松娱乐一下，发给了公司的同事看看，没想到被问到下面的问题，让我产生了深思，生成随机数的方法 Math.random 方法到底是如何设置随机种子的呢？

这里我们有两个点

随机种子到底是什么呢？（前端一般没有随机种子的概念）
Math.random 底层的原理是什么呢，它里面的逻辑是怎么样的

游戏代码

js 复制代码

const key = Math.floor(Math.random() * 100 + 1)
let guess = 0
let count = 1

guess = parseInt(prompt('欢迎来到<猜数字>游戏，请在七次内找到 1-100 中记录的随机数'))

if (guess) {
  while (count < 7) {
    if (guess > key) {
        guess = parseInt(prompt(`您猜的数字大了，还剩${7 - count}次`))
    } else if (guess < key) {
        guess = parseInt(prompt(`您猜的数字小了，还剩${7 - count}次`))
    } else {
        prompt('恭喜 您猜对了！！！', `您用了${count}次数猜中 按 enter 键退出`)
        break
    }

    count++
  }
} else {
  alert('退出游戏')
}

随机种子到底是什么？它在前端中有什么应用场景呢？

随机种子（Random Seed）是一个初始值，通常是一个数字，用于初始化随机数生成器。这个种子值可以影响随机数生成器生成的随机数序列。

在前端开发中，随机种子通常与随机数生成相关，有以下应用场景和作用：

伪随机数生成：计算机上的随机数生成实际上是伪随机的，因为它们是通过算法生成的。这意味着如果你使用相同的随机种子，你将获得相同的随机数序列。这对于模拟、测试和可重复的实验非常有用。
数据随机化：在前端开发中，你可能需要在网页上生成随机数据，例如随机展示广告、随机排序列表项、或者在游戏中创建随机关卡。通过指定相同的随机种子，你可以确保用户每次访问网页时都看到相同的随机数据，以提供一致的体验。
数据加密和哈希：在前端的安全应用中，随机种子可以用于加密和哈希算法。例如，随机种子可以用于生成加密密钥，以增加安全性。
游戏开发：在游戏开发中，随机种子用于创建游戏中的随机性元素，如地图生成、敌人行为、随机事件等。通过使用相同的随机种子，你可以确保在多次游戏会话中获得相同的游戏体验。
数据生成和测试：在单元测试、性能测试和模拟环境中，使用随机种子可以生成可预测的测试数据，以便更轻松地验证应用程序的行为。

需要注意的是，随机种子不应该是公开的或容易猜测的值，因为它可以影响生成的随机性。

通常，随机种子应该是足够复杂和难以预测的，以确保生成的随机数序列是相对安全的。在前端开发中，JavaScript提供Math.random()函数，但它不允许你指定种子值。如果需要更精确的控制，可以考虑使用第三方库或自定义函数来生成随机数并设置种子。如果在项目中的随机种子是公开的，这样随机数序列将会不再安全了。

Math Random 方法背后逻辑

Math.random() 是JavaScript中用于生成伪随机浮点数的方法。这个方法返回一个大于或等于0且小于1的随机小数，包括0但不包括1。背后的逻辑涉及伪随机数生成器。这个背后的逻辑其实也是通过查阅第三方的资料我才知道的（算是涨知识了）

具体的逻辑如下：

伪随机数生成器：Math.random() 使用伪随机数生成器（Pseudo-Random Number Generator，PRNG）来生成随机数。这是一种算法，它以一个种子值为输入，并在每次调用时输出一个看似随机的数字。由于PRNG是基于算法的，它实际上并不是真正的随机，而是根据初始种子生成的伪随机数序列。
种子值：在JavaScript中，Math.random() 不要求你提供种子值，它使用内部时钟时间戳等作为默认种子值。这意味着，如果你多次连续调用Math.random()，它会生成不同的随机数序列，因为时间戳不断变化。
随机数范围：Math.random() 生成的随机数范围是[0, 1)，这意味着它可以生成0，但不能生成1。如果需要在其他范围内生成随机整数或浮点数，你可以通过一些数学运算将其映射到你需要的范围。

示例：

javascript 复制代码

// 生成一个随机浮点数（大于等于0，小于1）
var randomNumber = Math.random();

// 生成一个随机整数（在0到9之间）
var randomInteger = Math.floor(Math.random() * 10);

// 生成一个随机整数（在1到6之间，模拟骰子）
var diceRoll = Math.floor(Math.random() * 6) + 1;

需要注意的是，由于Math.random()是伪随机数生成器，它不适合用于需要高度随机性和安全性的场景，如密码生成。在这些情况下，应使用更强大的随机数生成库。

第三方的随机数生成工具推荐

当涉及到生成伪随机数并控制随机数生成的种子时，以下是一些常用的第三方库和工具，适用于前端开发：

Seedrandom : 这是一个小巧且强大的库，它允许你设置随机数生成的种子。你可以使用它来生成随机数，确保相同种子生成相同的随机序列。它可以用于浏览器和 Node.js环境。GitHub链接：github.com/davidbau/se...
Random.js : Random.js 是一个面向浏览器的JavaScript库，它提供了高度可控的伪随机数生成，包括设置种子、生成随机整数和浮点数等功能。GitHub链接：github.com/ckknight/ra...
Chance.js : Chance.js 是一个用于生成随机数据的库，包括随机数、日期、颜色、姓名等。它可以设置种子以重现相同的随机数据。这对于模拟数据在开发和测试中非常有用。GitHub链接：github.com/chancejs/ch...
Math.js : Math.js 一个全功能的数学库，它包括随机数生成功能。虽然它主要用于数学计算，但也可以用于生成随机数。GitHub链接：github.com/josdejong/m...

第三方库的逻辑

一般不提供种子的话，会随机会创建一个基于 ARC4 的 PRNG作为随机种子

通过传入 Key 值让 ARC4 值变得可控

详细可以看第三方库是如何实现 Random 随机种子实现的，这里就不过多的叙述了

总结

简单生成一个随机数功能，我开始的时候是没想到里面竟然有这么多的学问，原来背后的逻辑是这么复杂的。如果这篇文章帮到你的话，王可以给我点一个赞，这对我来说真的十分重要，谢谢大家。