標準的な乱数生成方法

言語、標準ライブラリで用意されている乱数の生成方法

望ましい乱数取得方法とは異なる。

ShellScript

0から32767の数値が読み出す度に得られる。

それ以外の実行系の ShellScript その物には乱数を生成する仕組みは存在しない。

Unix 系では、/dev/urandom, /dev/random から乱数列が手に入る。

/dev/random はOS内のあちこちからエントロピーを取得してランダム性を確保する。このためエントロピーが枯渇すると止まることがある。

/dev/urandom はエントロピーが枯渇しても、動き続ける。(この場合、特定の疑似乱数アルゴリズムに従ってしまう。)

実際の利用では、/dev/urandom でほぼ十分とされている。

/dev/random, /dev/urandom は乱数のオクテット列になるので、必要なオクテット数だけ読み出して使う。

パイプを使って切り出す場合、一見するとバイト単位で読み出しているように見えるが、実際にはバッファ単位で読み出されていることが多い。このため、エントロピーの枯渇が起きやすい。大量に使う場合には正確な切り出しをする必要がある。

C/C++

rand 関数

0 以上 MAX_RAND 未満の整数を返す。

srand 関数

乱数のシードを設定する。

乱数の品質は最悪レベルなので代替関数を用意すべき。

code:random.c

int main(int argc, char *argv[]) {

int i;

// 乱数のシードを設定

srand((unsigned int) time(NULL));

for (i = 0; i < 100; i++) {

printf("%d\n", rand());

}

return EXIT_SUCCESS;

}

JavaScript

Math.random()

0以上1未満の倍精度浮動小数点数(IEEE 754)

シードを設定することはできない。このため、シードで乱数を作りたい場合は標準以外の方法が必要となる。

code:random.js

//

const r = Math.random();

V8エンジンでは、現在は xorshift128+ で実装されている。

Julia

code:random.jl

# 0 ≦ r < 1 の一様乱数を生成(デフォルトでFloat64型)

r = rand()

# 整数型を指定するとその型の定義域で生成する。

r = rand(Int64)

# 次元を指定することができる。

# 10要素の Float64 型ベクトル(シードでも範囲でもないことに注意)

r = rand(10)

# 2要素の Float64 型ベクトル

r = rand(Float64, 2)

# Float64 型の2x3行列

r = rand(Float64, (2, 3))

# RNG (Random Number Generator、乱数生成器) を選ぶことができる。

# デフォルトは Xoshiro (Xoshiro256++)

# RNG にシードを渡すことができる。

using Random

rng = MersenneTwister(1234)

r = rand(rng, Int64, 2)

PHP

メルセンヌツイスター

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