php lcg_value與mt_rand產生0~1隨機小數的效果比較

因工作需要使用php產生0~1隨機小數，之前寫過一篇《php生成0~1隨機小數方法》，基於mt_rand()及mt_getrandmax()實作。

後來有網友評論，php原生方法lcg_value()可實現0~1隨機小數生成。

lcg_value說明

float lcg_value ( void )

lcg_value() 傳回範圍為 (0, 1) 的偽隨機數。本函數組合了兩個週期為 2^31 - 85 和 2^31 - 249 的同餘產生器。本函數的週期等於這兩個質數的乘積。

傳回：範圍為 (0, 1) 的偽隨機數。

<?phpfor ($i=0; $i<5; $i++){    echo lcg_value().PHP_EOL;
}?>

輸出：

0.11516515851995
0.064684551575297
0.68275174031189
0.55730746529099
0.70215008878091

兩種產生0~1隨機小數方法進行比較

#1.執行時間比較

執行10萬次基於mt_rand()與mt_getrandmax()演算法的運行時間

<?php/**
 * 生成0~1随机小数
 * @param  Int   $min
 * @param  Int   $max
 * @return Float
 */function randFloat($min=0, $max=1){
    return $min + mt_rand()/mt_getrandmax() * ($max-$min);
}// 获取microtimefunction get_microtime(){
    list($usec, $sec) = explode(&#39; &#39;, microtime());    return (float)$usec + (float)$sec;
}// 记录开始时间$starttime = get_microtime();// 执行10万次获取随机小数for($i=0; $i<100000; $i++){
    randFloat();
}// 记录结束时间$endtime = get_microtime();// 输出运行时间printf("run time %f ms\r\n", ($endtime-$starttime)*1000);?>

輸出：run time

266.893148 ms

#執行10萬次lcg_value()的運行時間

##

<?php// 获取microtimefunction get_microtime(){
    list($usec, $sec) = explode(&#39; &#39;, microtime());    return (float)$usec + (float)$sec;
}// 记录开始时间$starttime = get_microtime();// 执行10万次获取随机小数for($i=0; $i<100000; $i++){
    lcg_value();
}// 记录结束时间$endtime = get_microtime();// 输出运行时间printf("run time %f ms\r\n", ($endtime-$starttime)*1000);?>

輸出：run time

86.178064 ms

執行時間上比較，因為lcg_value()直接是php原生方法，而mt_rand()與mt_getrandmax()需要呼叫兩個方法，並需要計算，因此lcg_value()的執行時間約快3倍。

2.隨機效果比較

#基於mt_rand()與mt_getrandmax()演算法的隨機效果

<?php/**
 * 生成0~1随机小数
 * @param  Int   $min
 * @param  Int   $max
 * @return Float
 */function randFloat($min=0, $max=1){
    return $min + mt_rand()/mt_getrandmax() * ($max-$min);
}

header(&#39;content-type: image/png&#39;);$im = imagecreatetruecolor(512, 512);$color1 = imagecolorallocate($im, 255, 255, 255);$color2 = imagecolorallocate($im, 0, 0, 0);for($y=0; $y<512; $y++){    for($x=0; $x<512; $x++){        $rand = randFloat();        if(round($rand,2)>=0.5){
            imagesetpixel($im, $x, $y, $color1);
        }else{
            imagesetpixel($im, $x, $y, $color2);
        }
    }
}
imagepng($im);
imagedestroy($im);?>

隨機效果圖：

#lcg_value()的隨機效果

<?phpheader(&#39;content-type: image/png&#39;);$im = imagecreatetruecolor(512, 512);$color1 = imagecolorallocate($im, 255, 255, 255);$color2 = imagecolorallocate($im, 0, 0, 0);for($y=0; $y<512; $y++){    for($x=0; $x<512; $x++){        $rand = lcg_value();        if(round($rand,2)>=0.5){
            imagesetpixel($im, $x, $y, $color1);
        }else{
            imagesetpixel($im, $x, $y, $color2);
        }
    }
}
imagepng($im);
imagedestroy($im);?>

隨機效果圖：

##                                1 )演算法產生的隨機效果較亂序，隨機效果比lcg_value()較好。
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