Golang如何使用math/rand生成随机数_Golang math/rand随机数生成实践详解

必须初始化种子以避免重复序列,推荐用时间戳;2. go 1.20 后 Seed 已废弃,建议创建 rand.Rand 实例;3. 可生成整数、浮点数、布尔值及字符串;4. 高并发下应使用 sync.Pool 避免性能瓶颈;5. 非加密场景使用 math/rand,加密需用 crypto/rand。

Golang如何使用math/rand生成随机数_Golang math/rand随机数生成实践详解

go语言中,math/rand 包是生成伪随机数的主要工具。虽然它不适用于加密场景,但在大多数日常应用如游戏、模拟、测试数据生成等场景下非常实用。本文将详细介绍如何正确使用 math/rand 生成随机数,并避免常见误区。

初始化随机数生成器(必须设置种子)

Go的 rand.Intn() 等函数默认使用一个全局的共享随机源,如果不设置种子,每次运行程序都会生成相同的“随机”序列。

为避免这种情况,需要使用 rand.Seed() 初始化随机源。推荐使用当前时间作为种子:

 import (     "math/rand"     "time" )  func init() {     rand.Seed(time.Now().unixNano()) } 

从 Go 1.20 开始,rand.Seed() 已被标记为废弃,因为现代版本的Go在首次调用时会自动使用 runtime 随机性初始化。但如果你希望确保行为可预测或手动控制,仍建议显式设置源。

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更现代的做法是创建自己的 rand.Rand 实例:

 r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano())) num := r.Intn(100) // 生成 0-99 的随机整数 

生成不同类型的随机数

通过自定义的 *rand.Rand 实例,可以灵活生成各种类型的随机值:

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  • 随机整数(指定范围): 使用 Intn(n) 生成 [0, n) 范围内的整数
  • 随机浮点数: 使用 Float64() 生成 [0.0, 1.0) 之间的浮点数
  • 随机布尔值: 使用 Intn(2) == 1 模拟抛硬

 r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))  fmt.Println(r.Intn(10))        // 0~9 fmt.Println(r.Float64())       // 0.0 ~ 1.0 fmt.Println(r.Intn(2) == 1)    // true or false 

生成随机字符串或字节序列

实际开发中常需生成随机字符串(如验证码、Token)。可通过预定义字符集和随机索引实现:

 const letters = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789"  func randomString(n int) string {     b := make([]byte, n)     for i := range b {         b[i] = letters[rand.Intn(len(letters))]     }     return string(b) } 

若需更高性能或并发安全,可结合 sync.Pool 或使用 crypto/rand(用于安全场景)替代。

并发安全与性能考虑

全局的 rand 函数(如 rand.Intn)是并发安全的,但所有goroutine共享同一个锁,高并发下可能成为瓶颈。

解决方案:每个goroutine使用独立的 *rand.Rand 实例:

 var src = rand.NewSource(time.Now().UnixNano()) var localRand = sync.Pool{     New: func() interface{} {         return rand.New(src)     }, }  func getRandomInGoroutine() int {     r := localRand.Get().(*rand.Rand)     n := r.Intn(100)     localRand.Put(r)     return n } 

基本上就这些。只要记住初始化种子、合理选择类型、注意并发场景,math/rand 就能稳定可靠地工作。对于加密用途,请改用 crypto/rand

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