Книги
Go
Розділ 3. Числа
Генерація випадкових чисел

Go:
Генерація випадкових чисел

Як це зробити:

У Go випадкові числа генеруються за допомогою пакета math/rand для псевдовипадкових чисел або crypto/rand для криптографічно стійких псевдовипадкових чисел. Давайте розглянемо обидва.

Використання math/rand для Псевдовипадкових Чисел

Спочатку імпортуйте пакет math/rand та пакет time для ініціалізації генератора. Ініціалізація забезпечує отримання різної послідовності чисел при кожному запуску.

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

func main() {
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	fmt.Println("Випадкове число:", rand.Intn(100)) // Генерує число між 0 і 99
}

Приклад виводу: Випадкове число: 42

Використання crypto/rand для Криптографічно Стійких Псевдовипадкових Чисел

Для додаткових застосунків, чутливих до безпеки, підходить пакет crypto/rand, оскільки він генерує випадкові числа, які важко передбачити, роблячи їх придатними для криптографічних операцій.

package main

import (
	"crypto/rand"
	"fmt"
	"math/big"
)

func main() {
	n, _ := rand.Int(rand.Reader, big.NewInt(100))
	fmt.Println("Безпечне випадкове число:", n)
}

Приклад виводу: Безпечне випадкове число: 81

Поглиблений Аналіз

Основна відмінність між пакетами math/rand та crypto/rand у Go походить від їхнього джерела ентропії та призначених сфер застосування. math/rand генерує псевдовипадкові числа на основі початкової ініціалізації; тобто послідовність детермінована та може бути передбачена, якщо відома ініціалізація. Це підходить для сценаріїв, де ключовим є висока продуктивність, а не абсолютна непередбачуваність, як-от симуляції або ігри.

З іншого боку, crypto/rand отримує випадковість з базової операційної системи, що робить його придатним для криптографічних використань, де непередбачуваність є вирішальною. Однак, це йде за рахунок продуктивності та складності в обігу чисел, які він генерує (наприклад, з обробкою типу *big.Int для цілих чисел).

Історично, поняття генерації випадкових чисел у комп’ютерах завжди танцювало на межі справжнього “випадковості”, з ранніми системами, що сильно покладались на детерміновані алгоритми, які імітували випадковість. Як розвивалися комп’ютери, так само еволюціонували ці алгоритми, включаючи більш витончені джерела ентропії з їхнього оточення.

Незважаючи на ці досягнення, пошук ідеальної випадковості в обчисленнях принципово парадоксальний, враховуючи детермінований характер самого комп’ютера. Це є причиною, через яку для більшості застосунків, де прогнозованість могла б бути шкідливою, криптографічно стійкі псевдовипадкові числа з джерел, подібних до crypto/rand, є кращим варіантом, незважаючи на їх надлишок.

По суті, підхід Go з двома окремими пакетами для генерації випадкових чисел елегантно вирішує компроміс між продуктивністю та безпекою, дозволяючи розробникам вибирати залежно від їхніх конкретних потреб.

Округлення чисел