lua的随机数问题

http://dev.csdn.net/author/yanjun_1982/b682d53ae78846a19eb0b7751a250750.html     

   也许很多人会奇怪为什么使用LUA的时候,第一个随机数总是固定,而且常常是最小的那个值,下面我就简要的说明一下吧,说得不好,还请谅解。我现在使用的4.0版本的LUA,看的代码是5.0的,呵呵

        LUA4.0版本中的自带函数库中有两个关于随机数的函数,一个是random,一个是randomseed。random有两个参数,用来设置随机数的范围,比如random(1,100)设置随机数的范围为1至100之间。由于C中所产生的随机序列是固定的,并且第一个随机数比较小,只有41。LUA重新设计了random函数,使得它可以产生范围固定的随机数,但由于LUA的random只是封装了C的rand函数,使得random函数也有一定的缺陷,那就是如果random的两个输入参数的值相差很小的时候,那么随机序列的第一个随机数就会和第一个输入参数很接近,比如第一次调用random(1,100)的时候,返回值肯定是1,只有相差大于799时,如random(1,800)第一次调用才会返回2,也是很接近1。
        由于这个原因,为了实现真正的随机,那么第一次就不能让玩家调用random函数,不然玩家就可以获得一些低概率的东西了。比如if random(1,100) == 1 then ...... do,看起来是1%的的概率,但是第一次执行的时候是100%成立的,存在一定的隐患。解决这个问题的方法有两个,一就是第一次random函数不能让玩家执行,二就是使用randomseed先设一个随机种子。对于第一种方法,可能还是有一定的风险,毕竟随机序列还是固定的,玩家第一次调用random的时候还是得到有规律的返回值。第二种方法比较安全,在服务器启动的时候设置一个随机种子,让系统产生的随机序列不相同,但使用randomseed的时候也还要注意一个问题,那就是做种子的数要足够的大,大于10000就行了。不然randomseed所产生的随机序列的第一个值还是很小。原因是randomseed是直接封装了C的srand,如果种子的值太小,那么srand所产生的序列和默认序列(srand(1)所产生的序列)是相差不大的,序列的第一个值还是很小。
        因此,只要在服务器启动的时候调用一下randomseed(GetTime())就可以解决这个问题了。
        还要补充一下,LUA中产生随机数的算法还是有一些问题,比如执行random(1,3276700),它返回的值最后两位必为0。这是由LUA本身的随机函数算法决定的。
        还是简要介绍一下LUA中random函数的实现方法吧,主要由源码中的下面两行实现:
        lua_Number r = (lua_Number)(rand()%RAND_MAX) / (lua_Number)RAND_MAX;
        lua_pushnumber(L, (int)floor(r*(u-m+1))+m);
        其中m为random函数的第一个参数,u为第二个参数。由上面的代码可以看出,如果u-l太小,那么当r也很小的时候,r*(u-m+1)就会很小(小于1),那么再经过floor运算,最经结果就是m。这就可以解释为什么random产生的第一个随机数常常会很接近m。再来看看当m为0,u为327670的时候会怎样。在上面的代码里,RAND_MAX是一个宏,它的值是32767,也就是C语言中rand函数可以返回的最大值(不同的操作系统可能会有不一样的最大值)。当m为0,u为327670的时候,那么返回值就是floor(r*(327671)+0),我们再假设LUA与平台无关并且rand不会返回32767(上面用%避免了这个问题),那么r就可以简化为rand()/RAND_MAX,代入上式为floor(rand()*327671/32767)+0,就算rand()的返回值是32766,最终的结果也只有327660.99996......,经过floor运算后,最后那位数必为0。呵呵,我叫这样的随机数就伪随机数中的伪随机数。实际上面的公式是不允许化简的,即不能简单地把r代入r*(u-m+1),至于为什么,呵呵,因为r的值并不是rand()/RAND_MAX的值,r是double类型的,所以它只是一个和rand()/RAND_MAX很接近的数。 

        引用请注明出处。作者:yanjun_1982   日期:2006年10月11日

posted on 2009-05-13 10:58 Brandon 阅读(1998) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 脚本语言


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