預測Javascript的Math.random的種子

Question

好的，所以我正在研究如何使用Math.random方法生成隨機數。 到目前為止，我學會了它從一個“隨機”種子開始，並將該種子插入到一些復雜的方程中以創建一個隨機數。 如果種子總是一樣，結果總是一樣嗎？

我聽說Math.random的種子是通過當前時間生成的，這是正確的嗎？ 他們必須使用當前時間一直到mili-seconds或其他東西，因為如果你沒有，你會得到相同的結果。

種子究竟是什么？ 是“10:45”之類的時間，還是“10月11日10:45”或某種組合的時間和日期？

我怎樣才能找到種子，所以我可以預測輸出？

我希望能夠插入這個：

alert(Math.floor((Math.random()*10)+1));

進入我的網址欄，並能夠預測結果。 那可能嗎？

Answer 1

我瀏覽了Rhino 源代碼 ，找出他們使用的偽隨機函數。 顯然，它們回退到 Java標准庫中定義的Math.random函數。

Math.random的文檔說：

返回帶有正號的double值，大於或等於0.0且小於1.0。 返回值是偽隨機選擇的，具有來自該范圍的（近似）均勻分布。

首次調用此方法時，它會創建一個新的偽隨機數生成器，就像表達式一樣

new java.util.Random

此后，此新偽隨機數生成器用於對此方法的所有調用，並且在其他任何地方都不使用。

此方法已正確同步，以允許多個線程正確使用。 但是，如果許多線程需要以很高的速率生成偽隨機數，則可以減少每個線程擁有自己的偽隨機數生成器的爭用。

所以我檢查了java.util.Random的文檔並找到了這個 （對於默認的構造函數）：

創建一個新的隨機數生成器。 其種子初始化為基於當前時間的值：

public Random() { this(System.currentTimeMillis()); }

在同一毫秒內創建的兩個隨機對象將具有相同的隨機數序列。

所以現在我們確定種子是以毫秒為單位的當前時間。 此外， 第二個構造函數的文檔說：

使用單個長種子創建新的隨機數生成器：

public Random(long seed) { setSeed(seed); }

由旁邊的方法用於保持偽隨機數生成器的狀態。

setSeed方法的文檔說：

使用單個長種子設置此隨機數生成器的種子。 setSeed的一般契約是它改變了這個隨機數生成器對象的狀態，以便與剛剛用參數種子作為種子創建的狀態完全相同。 方法setSeed由Random類實現，如下所示：

synchronized public void setSeed(long seed) {
    this.seed = (seed ^ 0x5DEECE66DL) & ((1L << 48) - 1);
    haveNextNextGaussian = false;
}

類Random的setSeed的實現恰好只使用給定種子的48位。 然而，通常，重寫方法可以使用長參數的所有64位作為種子值。 注意：雖然種子值是AtomicLong，但仍必須同步此方法以確保hasNextNextGaussian的正確語義。

用於生成隨機數的實際方法是nextDouble ：

返回下一個偽隨機數，從此隨機數生成器的序列中均勻分布介於0.0和1.0之間的double值。

nextDouble函數的實現如下：

public double nextDouble() {
    return (((long)next(26) << 27) + next(27))
        / (double)(1L << 53);
}

顯然它取決於 next功能：

生成下一個偽隨機數。 子類應該覆蓋它，因為所有其他方法都使用它。

next功能的實現如下：

synchronized protected int next(int bits) {
    seed = (seed * 0x5DEECE66DL + 0xBL) & ((1L << 48) - 1);
    return (int)(seed >>> (48 - bits));
}

那是你正在尋找的偽隨機函數。 正如文檔中所述：

這是一個線性同余偽隨機數發生器，由DH Lehmer定義並由Donald E. Knuth在The Computer of Computer Programming，Volume 2：Seminumerical Algorithms，3.2.1節中描述。

但請注意，這只是Rhino使用的隨機數生成器。 其他實現如Spidermonkey和V8可能有自己的偽隨機數生成器。

Answer 2

種子可能比毫秒計數更多，因為你可以在相同的毫秒內多次調用Math.random（），並且每次都會返回不同的值。

for (var i = 0; i < 3; i++) {
    console.log(Math.random(), (new Date()).getTime());
};

我的輸出：

0.0617244818713516 1352433709108
0.8024995378218591 1352433709108
0.2409922298975289 1352433709108

如果我正在實現它，我可能會根據毫秒計數生成初始種子，然后在每次調用時添加1，這樣您就不會獲得兩次相同的種子值。

這是一種100％准確的方法來預測Math.random()的輸出：

Math.random = function () { return .5; };

現在Math.random()將始終返回.5 。

Answer 3

種子是一個數值，所以我的猜測是，如果你調用Date.now() （或舊的瀏覽器的new Date().getTime() ，它將是你得到的。

但是，我不確定何時使用該種子，或者種子是否被隔離到當前頁面或整個瀏覽器進程是否共同。 預測隨機數應該是非常困難或不可能的，這就是它們的隨機性。

Answer 4

不，你無法預測種子，但你可以預先生成足夠的數字，以便准確地強制匹配。

無論如何，通過閱讀RNG的維基頁面開始 - http://en.wikipedia.org/wiki/Random_number_generation ，看看PRNG的實際實現。