统一随机范围

在程序设计中，我们有时需要生成一些随机数来模拟实际情况，比如在游戏中生成怪物的属性、随机生成验证码等。在生成随机数时，我们往往需要指定随机数的范围，而这个范围可能是固定的，也可能是随机的。统一随机范围算法就是一种通用的解决方案，可以用来生成一定范围内的随机数。

算法原理

统一随机范围算法的核心思想是将指定范围内的随机数等概率地映射到另一个范围内。具体来讲，就是将指定范围内的每个整数映射到一个新的整数，并将这些新的整数按照随机顺序排列。然后，我们可以按照顺序依次取出这些新的整数，就得到了指定范围内的一系列随机数。

具体的实现方式有很多种，其中比较常见的是使用“洗牌算法”进行随机排列。

洗牌算法

洗牌算法是一种比较常见的随机算法，它可以用来打乱一个序列的顺序。实现起来比较简单，基本思路如下：

1. 遍历序列中的每一个元素；
2. 随机生成一个位置，将当前遍历到的元素和该位置的元素进行交换；
3. 重复执行1、2步，直到遍历完整个序列。

这样就可以在O(n)的时间复杂度内打乱一个序列的顺序了。当然，这里的“随机生成一个位置”也是需要使用统一随机范围算法来生成的。

代码实现

下面是统一随机范围算法的Python实现：

import random

def shuffle(arr):
    for i in range(len(arr) - 1, 0, -1):
        j = random.randint(0, i)
        arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]

def uniform(low, high):
    arr = list(range(low, high + 1))
    shuffle(arr)
    return arr

其中，shuffle函数实现了洗牌算法，uniform函数则是根据洗牌后的结果生成指定范围内的随机数。

使用示例

下面是一个简单的使用示例：

result = uniform(1, 10)
print(result)

运行后可以得到一个1到10范围内的随机数序列，例如：

[4, 7, 9, 5, 10, 1, 3, 2, 6, 8]

总结

统一随机范围算法是一种通用的解决方案，可以用来生成一些指定范围内的随机数。在具体实现时，可以使用洗牌算法来随机打乱一个序列的顺序，然后依次取出这些元素就可以得到随机数序列了。