php 的伪随机数与真随机数实例详解

这篇文章主要介绍了PHP的伪随机数与真随机数详解,本文首先讲解了真随机数和伪随机数的相关概念,并给出了比用mt_rand()函数产生更好的伪随机数的一段例子代码,需要的朋友可以参考下

首先需要声明的是，计算机不会产生绝对随机的随机数，计算机只能产生“伪随机数”。其实绝对随机的随机数只是一种理想的随机数，即使计算机怎样发展，它也不会产生一串绝对随机的随机数。计算机只能生成相对的随机数，即伪随机数。

伪随机数并不是假随机数，这里的“伪”是有规律的意思，就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律的。怎样理解呢？产生的伪随机数有时遵守一定的规律，有时不遵守任何规律；伪随机数有一部分遵守一定的规律；另一部分不遵守任何规律。比如“世上没有两片形状完全相同的树叶”，这正是点到了事物的特性，即随机性，但是每种树的叶子都有近似的形状，这正是事物的共性，即规律性。从这个角度讲，你大概就会接受这样的事实了：计算机只能产生伪随机数而不能产生绝对随机的随机数。

首先来了解一下真随机数和伪随机数的概念。

真随机数发生器：英文为：true random number generators ，简称为：TRNGs，是利用不可预知的物理方式来产生的随机数。

伪随机数发生器：英文为：pseudo-random number generators ，简称为：PRNGs，是计算机利用一定的算法来产生的。

对比一下两种办法产生的随机数的图片。

Random.org(利用大气噪音来生成随机数,而大气噪音是空气中的雷暴所产生的 )生成的随机位图：

Windows下PHP的rand()函数产生的随机图片：

很显然，后者伪随机数发生器产生的图片有这明显的条纹。

利用php的rand随机函数产生这张图片的代码为：

代码如下:

//需要开启gd库
header("Content-type: image/png");
$im = imagecreatetruecolor(512, 512)
or die("Cannot Initialize new GD image stream");
$white = imagecolorallocate($im, 255, 255, 255);
for ($y=0; $y<512; $y++) {
for ($x=0; $x<512; $x++) {
if (rand(0,1) === 1) {
imagesetpixel($im, $x, $y, $white);
}
}
}
imagepng($im);
imagedestroy($im);

实际上也并不是所有的伪随机数发生器(PRNGs)效果都这么差的，只是恰好在Windows下的PHP的rand()函数是这样。如果是在Linux下 测试相同的代码的话，所产生的图片也看不出明显的条纹。在Windows下如果用mt_rand()函数替代rand()函数的话效果也会好很多。这是由 于mt_rand()用了Mersenne Twister(马其塞旋转)算法来产生随机数。PHP的文档还说：mt_rand() 可以产生随机数值的平均速度比 libc 提供的 rand() 快四倍。

以下是使用PHP时比用mt_rand()函数产生更好的伪随机数的一段例子代码：

代码如下:

<?php
// get 128 pseudorandom bits in a string of 16 bytes
$pr_bits = '';
// Unix/Linux platform?
$fp = @fopen('/dev/urandom','rb');
if ($fp !== FALSE) {
$pr_bits .= @fread($fp,16);
@fclose($fp);
}
// MS-Windows platform?
if (@class_exists('COM')) {
try {
$CAPI_Util = new COM('CAPICOM.Utilities.1');
$pr_bits .= $CAPI_Util->GetRandom(16,0);
// if we ask for binary data PHP munges it, so we
// request base64 return value. We squeeze out the
// redundancy and useless ==CRLF by hashing...
if ($pr_bits) { $pr_bits = md5($pr_bits,TRUE); }
} catch (Exception $ex) {
// echo 'Exception: ' . $ex->getMessage();
}
}
if (strlen($pr_bits) < 16) {
// do something to warn system owner that
// pseudorandom generator is missing
}
?>

所以PHP要产生真随机数 还是要调用外部元素来支持的！

以上就是php 的伪随机数与真随机数实例详解的详细内容，更多请关注其它相关文章！