Explication détaillée des nombres pseudo-aléatoires et des vrais nombres aléatoires en PHP

Cet article présente principalement l'explication détaillée des nombres pseudo-aléatoires et des vrais nombres aléatoires en PHP. Cet article explique d'abord les concepts associés aux vrais nombres aléatoires et aux nombres pseudo-aléatoires, et donne une comparaison de l'utilisation de mt_rand()<.> fonctionUn exemple de code pour générer de meilleurs nombres pseudo-aléatoires, les amis qui en ont besoin peuvent s'y référer

Tout d'abord, il faut préciser que l'ordinateur ne générera pas de nombres aléatoires absolument aléatoires , l'ordinateur ne peut générer que des "nombres pseudo-aléatoires". En fait, les nombres absolument aléatoires ne sont que des nombres aléatoires idéaux. Quelle que soit la manière dont l’ordinateur se développe, il ne générera pas une chaîne de nombres absolument aléatoires. Les ordinateurs ne peuvent générer que des nombres relativement aléatoires, c’est-à-dire des nombres pseudo-aléatoires.

Les nombres pseudo-aléatoires ne sont pas des nombres pseudo-aléatoires. Le « pseudo » signifie ici régulier, ce qui signifie que les nombres pseudo-aléatoires générés par les ordinateurs sont à la fois aléatoires et réguliers. Comment le comprendre ? Les nombres pseudo-aléatoires générés suivent parfois certaines règles, et parfois ils ne suivent aucune règle ; certains des nombres pseudo-aléatoires suivent certaines règles ; Par exemple, "Il n'y a pas deux feuilles de même forme dans le monde." Cela indique les caractéristiques des choses, c'est-à-dire le hasard, mais les feuilles de chaque arbre ont des formes similaires, ce qui est le point commun des choses, c'est-à-dire. , régularité. De ce point de vue, vous accepterez probablement le fait que les ordinateurs ne peuvent générer que des nombres pseudo-aléatoires mais ne peuvent pas générer de nombres absolument aléatoires.

Tout d’abord, comprenons les concepts de vrais nombres aléatoires et de nombres pseudo-aléatoires.

Vrais générateurs de nombres aléatoires : Anglais : les vrais générateurs de nombres aléatoires, en abrégé : TRNG, sont des nombres aléatoires générés par des méthodes physiques imprévisibles.

Générateurs de nombres pseudo-aléatoires : Anglais : les générateurs de nombres pseudo-aléatoires, en abrégé : PRNG, sont générés par des ordinateurs à l'aide de certains algorithmes.

Comparez les

images des nombres aléatoires générés par les deux méthodes.

Bitmap aléatoire généré par Random.org (qui utilise le bruit atmosphérique, généré par les orages dans l'air) :

Images aléatoires générées par le rand () fonction de PHP sous Windows :

Evidemment, les images générées par ce dernier générateur de nombres pseudo-aléatoires présentent ces rayures évidentes.

Le code pour générer cette image à l'aide de la fonction aléatoire rand de PHP est :

Le code est le suivant :

//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);

En fait, tous les pseudo- caractère aléatoire L'effet des générateurs de nombres (PRNG) est si faible, mais il se trouve que la fonction rand() de PHP sous Windows ressemble à ceci. Si le même code est testé sous Linux, l'image résultante ne montrera pas de rayures évidentes. Sous Windows, si la fonction mt_rand() est utilisée à la place de la fonction rand(), l'effet sera bien meilleur. En effet, mt_rand() utilise l'algorithme Mersenne Twister pour générer des nombres aléatoires. La documentation PHP dit également : mt_rand() peut générer des valeurs aléatoires en moyenne quatre fois plus rapidement que le rand() fourni par la libc.

Ce qui suit est un exemple de code qui utilise PHP pour générer de meilleurs nombres pseudo-aléatoires que la fonction mt_rand() :

Le code est le suivant :

<?php
// get 128 pseudorandom bits in a string of 16 bytes
$pr_bits = &#39;&#39;;
// Unix/Linux platform?
$fp = @fopen(&#39;/dev/urandom&#39;,&#39;rb&#39;);
if ($fp !== FALSE) {
$pr_bits .= @fread($fp,16);
@fclose($fp);
}
// MS-Windows platform?
if (@class_exists(&#39;COM&#39;)) {
try {
$CAPI_Util = new COM(&#39;CAPICOM.Utilities.1&#39;);
$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 &#39;Exception: &#39; . $ex->getMessage();
}
}
if (strlen($pr_bits) < 16) {
// do something to warn system owner that
// pseudorandom generator is missing
}
?>

Par conséquent, si PHP veut générer de vrais nombres aléatoires, il doit toujours appeler des éléments externes pour le prendre en charge !

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!