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Golang math/rand标准库如何生成随机数_Golang随机算法说明

P粉602998670

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发布时间:2026-02-20 11:12:42

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来源于php中文网

原创

go 的 math/rand 生成伪随机数,不设种子时默认用固定种子 1,故 rand.intn(100) 总返回 83;需用 rand.new(rand.newsource(time.now().unixnano())) 初始化,闭区间 [min,max] 应写为 min + r.intn(max-min+1),float64() 返回 [0.0,1.0)。

golang math/rand标准库如何生成随机数_golang随机算法说明

Go 的 math/rand 生成的不是真随机数,而是伪随机数;不设种子或用错方式,程序每次运行都会输出完全相同的序列——这不是 bug,是设计使然。

为什么 rand.Intn(100) 总是返回 83?

因为没初始化种子,math/rand 默认使用固定种子 1,所有函数(如 IntnFloat64)都基于这个确定性源。你看到的“随机”,其实是可完全复现的数学序列。

  • 旧写法(Go rand.Seed(time.Now().UnixNano()),但该函数已在 1.20+ 被弃用
  • 新写法(推荐,全版本通用):创建独立实例 r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
  • 测试/压测需要可复现?把 time.Now().UnixNano() 换成固定值,比如 rand.NewSource(42)

如何生成 [1, 6] 的骰子点数?

Intn(n) 返回的是 [0, n)(左闭右开),所以不能直接写 r.Intn(6) 就当 1~6 —— 它实际给的是 0~5。

  • 闭区间 [min, max] 正确写法:min + r.Intn(max-min+1)
  • 骰子(1~6)→ 1 + r.Intn(6)
  • 日期范围(比如 2020~2025 年)→ 2020 + r.Intn(6)
  • 别用 r.Intn(6) + 1 这种“看起来对”的写法代替公式,它只是上式的特例,换范围容易出错

Float64() 为什么永远不等于 1.0?

r.Float64() 返回的是 [0.0, 1.0) —— 包含 0.0,但严格小于 1.0。这是 IEEE 754 浮点表示和算法实现决定的,不是精度误差。

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  • 要映射到 [a, b):用 a + r.Float64()*(b-a)
  • 要包含 b(即 [a, b])?理论上需加 epsilon,但绝大多数场景不需要;若真强求,应改用 big.Float 或自定义分布
  • 生成布尔值更推荐 r.Intn(2) == 0,比 r.Float64() 更直观、无浮点陷阱

并发调用 rand 会卡死或变慢吗?

同一个 *rand.Rand 实例是并发安全的(内部有 mutex),但高并发下锁争用会导致性能下降;而全局函数(如 rand.Intn)也共享同一把锁,问题更隐蔽。

  • Web 服务中每个 handler 都用 rand.Intn?建议提前声明一个包级变量:var globalRand = rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
  • 极致性能要求(如每秒百万次随机)?考虑为 goroutine 分配独立 *rand.Rand,或用 sync.Pool 复用
  • 绝对别在循环里反复调用 rand.New(rand.NewSource(...)) —— 创建 seed 源有开销,且纳秒时间可能重复(尤其在短时密集调用中)

最常被忽略的点:不是“怎么生成”,而是“谁在生成”。用错实例(比如误用全局函数又忘了 init)、在热路径反复新建 Rand、或在测试中混用时间种子和固定种子——这些才是线上随机逻辑失灵的真正原因。

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