随机数生成器介绍

随机数生成器是一种计算机程序，用于生成随机数。随机数在计算机科学中有着广泛的应用，例如在密码学、模拟、随机化算法和游戏等领域。本文将介绍随机数生成器的相关知识。

伪随机数生成器与真随机数生成器

在计算机中，有两种随机数生成器：伪随机数生成器和真随机数生成器。

伪随机数生成器

伪随机数生成器是基于一个确定的起始值（也称为种子）和一个确定的算法来生成随机数的。因此，伪随机数不是真正的随机数，而是根据一定规律生成的数列。

常见的伪随机数生成器有线性同余发生器、梅森旋转算法和WELL等。

# 线性同余发生器伪代码
seed = 1
a = 1103515245
c = 12345
m = 2**31
for i in range(10):
    seed = (a * seed + c) % m
    print(seed)

真随机数生成器

真随机数生成器是通过测量物理过程而生成的随机数。例如，通过测量一些物理量（如放射性核素的衰变）可以获得真实的随机数。

但是，真随机数生成器的缺点是太过昂贵，例如芯片制造商Intel使用的真随机数生成器成本高达600美元，因此在实际应用中大多采用伪随机数生成器。

随机数生成的应用举例

加密与解密

密码学中会使用伪随机数生成器生成随机密钥，然后再用该密钥对明文进行加密。只有持有相应密钥的人才可以对密文进行解密。

模拟

在模拟中，伪随机数生成器可以用来模拟应用程序的随机行为，例如在游戏中生成随机地图或随机道具。

机器学习

在机器学习中，随机数被用来初始化模型参数或者打乱数据集。

总结

随机数生成器在计算机领域中有着广泛的应用，伪随机数生成器和真随机数生成器是常见的两种生成器。伪随机数生成器常用的有线性同余发生器、梅森旋转算法和WELL等。随机数生成的应用包括加密、解密、模拟和机器学习等。