Làm thế nào để tạo số ngẫu nhiên trong Bash?

Làm thế nào để tạo một số ngẫu nhiên trong một phạm vi trong Bash?

Sử dụng $RANDOM. Nó thường hữu ích khi kết hợp với số học shell đơn giản. Chẳng hạn, để tạo một số ngẫu nhiên trong khoảng từ 1 đến 10 (đã bao gồm):

$ echo $((1 + RANDOM % 10))
3

Máy phát điện thực tế là trong variables.c , chức năng brand(). Các phiên bản cũ hơn là một máy phát tuyến tính đơn giản. Phiên bản 4.0 bashsử dụng một trình tạo với một trích dẫn đến một bài báo năm 1985, có lẽ có nghĩa là nó là một nguồn số giả ngẫu nhiên. Tôi sẽ không sử dụng nó cho một mô phỏng (và chắc chắn không phải cho tiền điện tử), nhưng có lẽ nó đủ cho các tác vụ kịch bản cơ bản.

Nếu bạn đang làm một cái gì đó yêu cầu số ngẫu nhiên nghiêm trọng, bạn có thể sử dụng /dev/randomhoặc /dev/urandomnếu chúng có sẵn:

$ dd if=/dev/urandom count=4 bs=1 | od -t d

Vui lòng xem $RANDOM:

$RANDOM là một hàm Bash nội bộ (không phải là hằng số) trả về số nguyên giả trong phạm vi 0 - 32767. Không nên sử dụng nó để tạo khóa mã hóa.

Bạn cũng có thể sử dụng shuf (có sẵn trong coreutils).

shuf -i 1-100000 -n 1

Hãy thử điều này từ vỏ của bạn:

$ od -A n -t d -N 1 /dev/urandom

Ở đây, -t dxác định rằng định dạng đầu ra phải được ký thập phân; -N 1nói để đọc một byte từ /dev/urandom.

bạn cũng có thể nhận được số ngẫu nhiên từ awk

awk 'BEGIN {
   # seed
   srand()
   for (i=1;i<=1000;i++){
     print int(1 + rand() * 100)
   }
}'

Có $ RANDOM. Tôi không biết chính xác làm thế nào nó hoạt động. Nhưng nó đã có tác dụng. Để thử nghiệm, bạn có thể làm:

echo $RANDOM

Tôi thích thủ thuật này:

echo ${RANDOM:0:1} # random number between 1 and 9
echo ${RANDOM:0:2} # random number between 1 and 99

...

Số ngẫu nhiên từ 0 đến 9 đã bao gồm.

echo $((RANDOM%10))

Nếu bạn đang sử dụng hệ thống linux, bạn có thể nhận được một số ngẫu nhiên trong số / dev / ngẫu nhiên hoặc / dev / urandom. Hãy cẩn thận / dev / ngẫu nhiên sẽ chặn nếu không có đủ số ngẫu nhiên có sẵn. Nếu bạn cần tốc độ trên ngẫu nhiên, hãy sử dụng / dev / urandom.

Các "tệp" này sẽ được lấp đầy với các số ngẫu nhiên được tạo bởi hệ điều hành. Nó phụ thuộc vào việc triển khai / dev / ngẫu nhiên trên hệ thống của bạn nếu bạn nhận được các số ngẫu nhiên đúng hoặc giả. Các số ngẫu nhiên thực sự được tạo ra với sự trợ giúp hình thành tiếng ồn được thu thập từ trình điều khiển thiết bị như chuột, ổ cứng, mạng.

Bạn có thể nhận được số ngẫu nhiên từ tệp với dd

Tôi đã lấy một vài trong số những ý tưởng này và thực hiện một chức năng sẽ thực hiện nhanh chóng nếu cần nhiều số ngẫu nhiên.

Gọi odlà đắt tiền nếu bạn cần nhiều số ngẫu nhiên. Thay vào đó tôi gọi nó một lần và lưu trữ 1024 số ngẫu nhiên từ / dev / urandom. Khi nàorand được gọi, số ngẫu nhiên cuối cùng được trả về và chia tỷ lệ. Sau đó nó được xóa khỏi bộ nhớ cache. Khi bộ đệm trống, 1024 số ngẫu nhiên khác được đọc.

Thí dụ:

rand 10; echo $RET

Trả về một số ngẫu nhiên trong RET trong khoảng từ 0 đến 9.

declare -ia RANDCACHE
declare -i RET RAWRAND=$(( (1<<32)-1 ))

function rand(){  # pick a random number from 0 to N-1. Max N is 2^32
  local -i N=$1
  [[ ${#RANDCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RANDCACHE=( $(od -An -tu4 -N1024 /dev/urandom) ); }  # refill cache
  RET=$(( (RANDCACHE[-1]*N+1)/RAWRAND ))  # pull last random number and scale
  unset RANDCACHE[${#RANDCACHE[*]}-1]     # pop read random number
};

# test by generating a lot of random numbers, then effectively place them in bins and count how many are in each bin.

declare -i c; declare -ia BIN

for (( c=0; c<100000; c++ )); do
  rand 10
  BIN[RET]+=1  # add to bin to check distribution
done

for (( c=0; c<10; c++ )); do
  printf "%d %d\n" $c ${BIN[c]} 
done

CẬP NHẬT: Điều đó không hoạt động tốt cho tất cả N. Nó cũng lãng phí các bit ngẫu nhiên nếu được sử dụng với N. nhỏ Lưu ý rằng (trong trường hợp này) một số ngẫu nhiên 32 bit có đủ entropy cho 9 số ngẫu nhiên trong khoảng từ 0 đến 9 (10 * 9 = 1.000.000.000 <= 2 * 32) chúng tôi có thể trích xuất nhiều số ngẫu nhiên từ mỗi giá trị nguồn ngẫu nhiên 32.

#!/bin/bash

declare -ia RCACHE

declare -i RET             # return value
declare -i ENT=2           # keep track of unused entropy as 2^(entropy)
declare -i RND=RANDOM%ENT  # a store for unused entropy - start with 1 bit

declare -i BYTES=4         # size of unsigned random bytes returned by od
declare -i BITS=8*BYTES    # size of random data returned by od in bits
declare -i CACHE=16        # number of random numbers to cache
declare -i MAX=2**BITS     # quantum of entropy per cached random number
declare -i c

function rand(){  # pick a random number from 0 to 2^BITS-1
  [[ ${#RCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RCACHE=( $(od -An -tu$BYTES -N$CACHE /dev/urandom) ); }  # refill cache - could use /dev/random if CACHE is small
  RET=${RCACHE[-1]}              # pull last random number and scale
  unset RCACHE[${#RCACHE[*]}-1]  # pop read random number
};

function randBetween(){
  local -i N=$1
  [[ ENT -lt N ]] && {  # not enough entropy to supply ln(N)/ln(2) bits
    rand; RND=RET       # get more random bits
    ENT=MAX             # reset entropy
  }
  RET=RND%N  # random number to return
  RND=RND/N  # remaining randomness
  ENT=ENT/N  # remaining entropy
};

declare -ia BIN

for (( c=0; c<100000; c++ )); do
  randBetween 10
  BIN[RET]+=1
done

for c in ${BIN[*]}; do
  echo $c
done

Đọc từ các tập tin đặc biệt của nhân vật / dev / ngẫu nhiên hoặc / dev / urandom là cách tốt nhất.

Các thiết bị này trả về số thực sự ngẫu nhiên khi đọc và được thiết kế để giúp phần mềm ứng dụng chọn khóa bảo mật để mã hóa. Các số ngẫu nhiên như vậy được trích xuất từ ​​một nhóm entropy được đóng góp bởi các sự kiện ngẫu nhiên khác nhau. {LDD3, Jonathan Corbet, Alessandro Rubini và Greg Kroah-Hartman]

Hai tệp này là giao diện cho ngẫu nhiên kernel, đặc biệt

void get_random_bytes_arch(void* buf, int nbytes)

sẽ rút các byte thực sự ngẫu nhiên từ phần cứng nếu chức năng đó là do phần cứng được triển khai (thường là) hoặc nó rút ra từ nhóm entropy (bao gồm các khoảng thời gian giữa các sự kiện như gián đoạn chuột và bàn phím và các ngắt khác được đăng ký với SA_SAMPLE_RANDOM).

dd if=/dev/urandom count=4 bs=1 | od -t d

Điều này hoạt động, nhưng viết đầu ra không cần thiết từ ddthiết bị xuất chuẩn. Lệnh dưới đây chỉ cung cấp số nguyên tôi cần. Tôi thậm chí có thể nhận được số bit ngẫu nhiên được chỉ định khi tôi cần bằng cách điều chỉnh bitmask được cung cấp để mở rộng số học:

me@mymachine:~/$ x=$(head -c 1 /dev/urandom > tmp && hexdump 
                         -d tmp | head -n 1 | cut -c13-15) && echo $(( 10#$x & 127 ))

Thế còn:

perl -e 'print int rand 10, "\n"; '

Có lẽ tôi hơi muộn, nhưng còn việc sử dụng jotđể tạo một số ngẫu nhiên trong phạm vi trong Bash thì sao?

jot -r -p 3 1 0 1

Điều này tạo ra một số ngẫu nhiên ( -r) với độ chính xác 3 chữ số thập phân ( -p). Trong trường hợp cụ thể này, bạn sẽ nhận được một số từ 0 đến 1 ( 1 0 1). Bạn cũng có thể in dữ liệu tuần tự. Nguồn của số ngẫu nhiên, theo hướng dẫn, là:

Số ngẫu nhiên thu được thông qua arc4random (3) khi không có hạt giống nào được chỉ định và thông qua ngẫu nhiên (3) khi hạt giống được đưa ra.

Dựa trên các câu trả lời tuyệt vời của @Nelson, @Barun và @Robert, đây là tập lệnh Bash tạo ra các số ngẫu nhiên.

• Có thể tạo bao nhiêu chữ số bạn muốn.
• mỗi chữ số được tách biệt được tạo ra bởi /dev/urandomđó là tốt hơn nhiều so với Bash tích hợp trong$RANDOM

#!/usr/bin/env bash

digits=10

rand=$(od -A n -t d -N 2 /dev/urandom |tr -d ' ')
num=$((rand % 10))
while [ ${#num} -lt $digits ]; do
  rand=$(od -A n -t d -N 1 /dev/urandom |tr -d ' ')
  num="${num}$((rand % 10))"
done
echo $num

Tạo số ngẫu nhiên trong phạm vi từ 0 đến n (số nguyên 16 bit đã ký). Kết quả được đặt trong biến $ RAND. Ví dụ:

#!/bin/bash

random()
{
    local range=${1:-1}

    RAND=`od -t uI -N 4 /dev/urandom | awk '{print $2}'`
    let "RAND=$RAND%($range+1)"
}

n=10
while [ $(( n -=1 )) -ge "0" ]; do
    random 500
    echo "$RAND"
done

Phân nhánh ngẫu nhiên của một chương trình hoặc có / không; 1/0; đầu ra đúng / sai:

if [ $RANDOM -gt 16383  ]; then              # 16383 = 32767/2 
    echo var=true/1/yes/go_hither
else 
    echo var=false/0/no/go_thither
fi

nếu bạn lười nhớ 16383:

if (( RANDOM % 2 )); then 
    echo "yes"
else 
    echo "no"
fi