掌握 JavaScript 隨機數產生：Math.random() 及其他指南

隨機數用於許多程式設計場景，從遊戲開發和模擬到 UUID 生成。為此，JavaScript 提供了處理隨機數的內建方法。在這篇文章中，我們將探索在 JavaScript 中產生隨機數的不同方法，從簡單到進階。那麼，就讓我們開始吧！

在 JavaScript 中產生隨機數的基礎知識

在 JavaScript 中，產生隨機數的主要方法是 Math.random()。此方法傳回 0（含）和 1（不含）之間的浮點隨機數。這意味著它將傳回 [0, 1) 範圍內的值，例如 0.2345 或 0.6789。就這麼簡單！讓我們檢查一下程式碼範例：

let randomNum = Math.random();
console.log(randomNum); // Outputs a random number between 0 and 1

如果我們在我們的系統上運行該程序，這將給出以下輸出：

雖然這是一個很好的起點，但如果我們需要一個隨機整數或特定範圍內的數字，僅 Math.random() 不足以完成這項工作。

產生一定範圍內的隨機數

要產生特定範圍內的隨機數，例如在特定最小值和另一個特定最大值之間，您需要做一些數學運算。這是一個有幫助的公式：

function getRandomInRange(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

console.log(getRandomInRange(10, 20)); // Outputs a number between 10 and 20

這將給出以下輸出：

Math.random() 產生一個 0 到 1 之間的數字。並且，將其與 (max - min) 相乘，然後加上 min，可以確保該數字落在 [min, max) 範圍內。

產生範圍內的隨機整數

有時，您可能需要整數而不是浮點數值。要產生特定範圍內的隨機整數，可以使用 Math.floor() 或 Math.ceil()。讓我們看看如何：

function getRandomIntInRange(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

console.log(getRandomIntInRange(1, 100)); // Outputs a random integer between 1 and 100

當我們執行此程式碼時，我們將得到類似的輸出，如下所示：

這裡，Math.floor() 向下捨去到最接近的整數，確保結果是 [min, max] 範圍內的整數。

產生隨機布林值

您也可以在 JavaScript 中產生隨機布林值（true 或 false），這在遊戲或任何決策場景中都非常有用：

function getRandomBoolean() {
  return Math.random() >= 0.5;
}

console.log(getRandomBoolean()); // Outputs true or false randomly

當我們運行程式碼時，我們將得到類似的輸出：

從數組產生隨機值

現在，如果我們想從陣列中選擇一個隨機元素，我們可以輕鬆地使用 Math.floor() 和 Math.random()。讓我們看看如何做到這一點：

let randomNum = Math.random();
console.log(randomNum); // Outputs a random number between 0 and 1

現在，當我們執行程式時，這將為我們提供數組中的任何隨機元素：

打亂數組

要將陣列洗牌，即隨機重新排列其元素，可以使用 Fisher-Yates 洗牌演算法。以下是如何在 Math.random() 的幫助下實現它：

function getRandomInRange(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

console.log(getRandomInRange(10, 20)); // Outputs a number between 10 and 20

現在，當我們執行程式時，它會給我們一個像這樣的打亂數組：

隨機 UUID 生成

在許多開發場景中，你可能需要使用唯一標識符，你可能會考慮使用隨機的UUID（通用唯一識別符）。這是使用我們的隨機方法的 UUID 產生器的基本範例：

function getRandomIntInRange(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

console.log(getRandomIntInRange(1, 100)); // Outputs a random integer between 1 and 100

所以，當我們執行這個程式時，它會產生一個隨機的 UUID，如下所示：

結論

如您所見，JavaScript 為產生隨機數提供了很大的靈活性。以 Math.random() 為基礎，我們可以建立隨機數、整數、布林值，甚至隨機化陣列。透過了解這些核心技術，我們希望您能為在 JavaScript 專案中實現隨機性奠定堅實的基礎。無論您是在建立遊戲、彩票模擬器還是任何需要不可預測性的功能，這些方法都將滿足您的需求！

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常見問題解答

Math.random() 真的隨機嗎？

不，Math.random() 並不是真正的隨機。它是一個偽隨機數產生器（PRNG），這意味著它使用確定性演算法來產生數字。雖然這些數字可能看起來是隨機的，但它們是透過可預測的過程產生的。

我可以在 JavaScript 為 Math.random() 設定種子嗎？

JavaScript 的 Math.random() 不允許您原生設定種子。其他一些程式語言允許使用種子隨機數產生器來實現可重複性，但在 JavaScript 中，如果您想要此功能，則需要第三方程式庫（例如 Seedrandom）。

為什麼 Math.random() 傳回 0 到 1 之間的數字，而不是更大的範圍？

Math.random() 傳回 0 到 1 之間的浮點數背後的設計選擇是為了提供靈活性。透過返回標準化值，開發人員可以輕鬆地將其縮放到任何範圍或格式，例如特定最小值和最大值之間的整數或數字。

頻繁使用 Math.random() 是否有效能問題？

在大多數情況下，Math.random() 對於常規使用來說足夠高效和快速，例如在遊戲、動畫或其他日常應用程式中。但是，如果您需要即時產生數百萬個隨機數（例如，在高效能模擬中），您可能需要考慮最佳化的解決方案，例如基於 WebAssembly 的隨機產生器或自訂演算法。

Math.random() 可以用於加密目的嗎？

不，Math.random() 對於加密目的來說不夠安全。它是可預測的，不應該在需要安全隨機數的情況下使用，例如產生密碼或加密金鑰。對於這些場景，您應該使用 Web Cryptography API 提供的 crypto.getRandomValues() 方法，它提供更安全的隨機性。

以上是掌握 JavaScript 隨機數產生：Math.random() 及其他指南的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！