[Swift] 随机数 | Random numbers

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(1)、生成随机数

random(in:) ：适用于所有数字类型生成随机数的方法 ，它返回给定范围内的随机数。并且适用于布尔类型。

print(Int.random(in: -100...100))
//Print -89

print(Int32.random(in: -100...100))
//Print 75

print(Int64.random(in: -100...100))
//Print 98

print(UInt32.random(in: 0...100))
//Print 4

print(UInt64.random(in: .min ... .max))
//Print 3163649096186785965

print(Double.random(in: 0..<1))
//Print 0.42567458317242557

print(Float.random(in: 0..<1))
//Print 0.7992699

print(Bool.random())
//Print true

API(Application Programming Interface,应用程序编程接口)是一些预先定义的函数。

这个api也很好的避免了modulo bias偏差的发生。

func coinToss(count tossCount: Int) -> (heads: Int, tails: Int) {
    var tally = (heads: 0, tails: 0)
    for _ in 0..<tossCount {
        let isHeads = Bool.random()
        if isHeads {
            tally.heads += 1
        } else {
            tally.tails += 1
        }
    }
    return tally
}

//测试
let (heads, tails) = coinToss(count: 1000)
print("1000 coin tosses — heads: \(heads), tails: \(tails)") 
//Print 1000 coin tosses — heads: 496, tails: 504

(2)、集合的随机元素：randomElement()

randomElement()方法的返回值为可选类型。

如果集合为空集合，则返回的值为nil。

let arr1:[Int] = []
print(arr1.randomElement())
//Print nil


let arr2:[String] = ["s","t","r","e","n","g","t","h","e","n"]

//Optional可选类型
print(arr2.randomElement())
//Print Optional("g")

//强制解包使用用感叹号!
print(arr2.randomElement()!)
//Print g

(3)、集合元素随机顺序：shuffle()

适用于MutableCollection和RandomAccessCollection的所有类型。

let numbers = (1...10).shuffled()
print(numbers)
//Print [2, 7, 6, 5, 3, 10, 9, 1, 8, 4]

let mutableNumbers = Array(10...20).shuffled()
print(mutableNumbers)
//Print [14, 13, 20, 16, 18, 17, 19, 12, 15, 11, 10]

let arr:[String] = ["s","t","r","e","n","g","t","h","e","n"].shuffled()
print(arr)
//Print ["s", "r", "h", "e", "n", "t", "t", "g", "e", "n"]

(4)、自定义随机数生成器

标准库附带一个默认的随机数生成器Random.default，对于大多数简单的用例是一个不错的选择。

如果有特殊要求，可以采用RandomNumberGenerator协议实现自己的随机数生成器。

用于生成随机值的所有API都提供了一个允许用户传入其首选随机数生成器的重载：

//一个模拟“random.default”的伪随机数生成器。
struct MyRandomNumberGenerator: RandomNumberGenerator {
    var base = Random.default
    mutating func next() -> UInt64 {
        return base.next()
    }
}

var customRNG = MyRandomNumberGenerator()
Int.random(in: 0...100, using: &customRNG)
//Print 4

(5)、扩展您随机数Random类型

可以按照相同的模式，为您自己的类型提供随机数据API。

enum Suit: String, CaseIterable {
    case diamonds = "♦"
    case clubs = "♣"
    case hearts = "♥"
    case spades = "♠"

    static func random<T: RandomNumberGenerator>(using generator: inout T) -> Suit {
        // Using CaseIterable for the implementation
        return allCases.randomElement(using: &generator)!

    }

    static func random() -> Suit {
        return Suit.random(using: &Random.default)
    }
}

let randomSuit = Suit.random()
randomSuit.rawValue   
//Print ♣