详谈JS中实现种子随机数及作用
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详谈JS中实现种⼦随机数及作⽤
前⾔
在前端开发中,尤其是游戏开发,经常会⽤到随机数,那么我们会第⼀时间想到:Math.random,⼤家略微的看看如下代码:
for (var i= 0; i<10; i++) { document.writeln(Math.random() +"<br />"); }
运⾏如上代码,也确实⽣成了10个不同的数字,当然你可以⽣成更多,看起来挺不错的,如果仅仅如此,那么本⽂就没必要写了。
⽰例
试着想⼀下,如果在某⼀个场景,我们做⼀个游戏,⽤户玩到⼀半的时候退出了,这样⽤户下次进来可以选择继续上⼀次的进度继续玩,那么现在问题来了:⽤户玩的进度以及⽤户的积分等简单的描述数据,我们都可以记录下来,但是游戏⾥绘制的障碍物、飞⾏物以及很多装饰类的⼩玩意⼉,他们甚⾄是每次⽤户点开始随机输出的,要把画布上所有的东西以及它们的⼤⼩,位置等都记录下来,实在是没必要。
于是种⼦随机数就闪亮登场了,我们如果在画布上元素随机绘制的时候,有⼀个种⼦值,页⾯上所有元素的位置、⼤⼩等都是根据这个种⼦来算的,那么等到第⼆次绘制的时候只需要传⼊这个种⼦,就可以重现之前未完成的画布元素。
那么这个时候,你会发现JS⾥⾯⾃带的Math.random就不好使了,⽆法满⾜需求,我们继续看这段代码:
复制代码代码如下:
Math.seed = 5; Math.seededRandom = function(max, min) { max = max || 1; min = min || 0; Math.seed = (Math.seed * 9301 + 49297) % 233280; var rnd = Math.seed / 233280.0; return min + rnd * (max - min); }; for (var i= 0; i<10; i++) { document.writeln(Math.seededRandom() +"<br />"); }
运⾏如上代码你会发现如果种⼦Math.seed不变,那么⽣成的随机数是不会变化的,哦了,如果引⼊这个函数,那么重现游戏场景可以实现了,虽然还需要做更多的细节处理,但机制上是能保证的,本⽂的重点不是实现⼀个这样的游戏。
本⽂的重点是:(Math.seed * 9301 + 49297) % 233280,为什么会是这三个值,⽽不是其它的到底这三个数字有什么神秘的来历呢?
像Math.seededRandom这种伪随机数⽣成器叫做线性同余⽣成器(LCG, Linear Congruential Generator),⼏乎所有的运⾏库提供的rand都是采⽤的LCG,形如:
I n+1=aI n+c(mod m)
⽣成的伪随机数序列最⼤周期m,范围在0到m-1之间。
要达到这个最⼤周期,必须满⾜:
1.c与m互质
2.a - 1可以被m的所有质因数整除
3.如果m是4的倍数,a - 1也必须是4的倍数
以上三条被称为Hull-Dobell定理。
作为⼀个伪随机数⽣成器,周期不够⼤是不好意思混的,所以这是要求之⼀。
因此才有了:a=9301, c = 49297, m = 233280这组参数,以上三条全部满⾜。
总结
以上就是关于种⼦随机数在JS中如何实现和作⽤介绍的内容,希望给JavaScript学习者有所帮助。