生成随机的3位数字

这对于创建示例数据非常有用。示例:将所有测试数据放在名为“test-create-volume-123”的目录中，然后在测试完成后，删除整个目录。通过生成恰好三个数字，就不会有奇怪的排序问题。

printf '%02d\n' $((1 + RANDOM % 100))

这是按比例缩小的，例如到一个数字:

printf '%01d\n' $((1 + RANDOM % 10))

它可以放大，但只能放大到四位数。原因见上文:)

我已经采取了一些这些想法，并做出了一个函数，应该执行迅速，如果大量的随机数是必需的。

如果你需要很多随机数，调用od的代价是很高的。相反，我只调用它一次，并存储来自/dev/urandom的1024个随机数。当调用rand时，返回最后一个随机数并按比例缩放。然后从缓存中删除它。当缓存为空时，再读取1024个随机数。

例子:

rand 10; echo $RET

返回RET中0到9(含9)之间的随机数。

declare -ia RANDCACHE
declare -i RET RAWRAND=$(( (1<<32)-1 ))

function rand(){  # pick a random number from 0 to N-1. Max N is 2^32
  local -i N=$1
  [[ ${#RANDCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RANDCACHE=( $(od -An -tu4 -N1024 /dev/urandom) ); }  # refill cache
  RET=$(( (RANDCACHE[-1]*N+1)/RAWRAND ))  # pull last random number and scale
  unset RANDCACHE[${#RANDCACHE[*]}-1]     # pop read random number
};

# test by generating a lot of random numbers, then effectively place them in bins and count how many are in each bin.

declare -i c; declare -ia BIN

for (( c=0; c<100000; c++ )); do
  rand 10
  BIN[RET]+=1  # add to bin to check distribution
done

for (( c=0; c<10; c++ )); do
  printf "%d %d\n" $c ${BIN[c]} 
done

更新:这并不适用于所有n。如果使用小n，也会浪费随机比特。注意(在这种情况下)一个32位随机数有足够的熵容纳9个0到9之间的随机数(10*9=1,000,000,000 <= 2*32)，我们可以从每个32个随机源值中提取多个随机数。

#!/bin/bash

declare -ia RCACHE

declare -i RET             # return value
declare -i ENT=2           # keep track of unused entropy as 2^(entropy)
declare -i RND=RANDOM%ENT  # a store for unused entropy - start with 1 bit

declare -i BYTES=4         # size of unsigned random bytes returned by od
declare -i BITS=8*BYTES    # size of random data returned by od in bits
declare -i CACHE=16        # number of random numbers to cache
declare -i MAX=2**BITS     # quantum of entropy per cached random number
declare -i c

function rand(){  # pick a random number from 0 to 2^BITS-1
  [[ ${#RCACHE[*]} -eq 0 ]] && { RCACHE=( $(od -An -tu$BYTES -N$CACHE /dev/urandom) ); }  # refill cache - could use /dev/random if CACHE is small
  RET=${RCACHE[-1]}              # pull last random number and scale
  unset RCACHE[${#RCACHE[*]}-1]  # pop read random number
};

function randBetween(){
  local -i N=$1
  [[ ENT -lt N ]] && {  # not enough entropy to supply ln(N)/ln(2) bits
    rand; RND=RET       # get more random bits
    ENT=MAX             # reset entropy
  }
  RET=RND%N  # random number to return
  RND=RND/N  # remaining randomness
  ENT=ENT/N  # remaining entropy
};

declare -ia BIN

for (( c=0; c<100000; c++ )); do
  randBetween 10
  BIN[RET]+=1
done

for c in ${BIN[*]}; do
  echo $c
done

没有模块化的纯Bash随机数

lowerRange=10   # inclusive
upperRange=20   # exclusive

randomNumber=$(( RANDOM * ( upperRange - lowerRange) / 32767 + lowerRange ))

也可以从awk中获取随机数

awk 'BEGIN {
   # seed
   srand()
   for (i=1;i<=1000;i++){
     print int(1 + rand() * 100)
   }
}'

从/dev/random或/dev/urandom字符特殊文件读取是可行的方法。

这些设备在读取和设计时返回真正的随机数 帮助应用软件选择用于加密的安全密钥。这样的 随机数是从熵池中提取的 通过各种随机事件。{LDD3，乔纳森·科贝，亚历山德罗 Rubini和Greg Kroah-Hartman]

这两个文件是内核随机化的接口

void get_random_bytes_arch(void* buf, int nbytes)

它从硬件中抽取真正随机的字节，如果这样的功能是由硬件实现的(通常是)，或者它从熵池中抽取(包括事件之间的时间，如鼠标和键盘中断，以及注册在SA_SAMPLE_RANDOM中的其他中断)。

dd if=/dev/urandom count=4 bs=1 | od -t d

这是可行的，但将不需要的输出从dd写入到stdout。下面的命令给出了我需要的整数。我甚至可以得到指定的随机位数，因为我需要调整位掩码给算术展开:

me@mymachine:~/$ x=$(head -c 1 /dev/urandom > tmp && hexdump 
                         -d tmp | head -n 1 | cut -c13-15) && echo $(( 10#$x & 127 ))

想使用不带dd和od的/dev/urandom

function roll() { local modulus=${1:-6}; echo $(( 1 + 0x$(env LC_CTYPE=C tr -dc '0-9a-fA-F' < /dev/urandom | head -c5 ) % $modulus )); }

测试

$ roll
5
$ roll 12
12

它有多随机?

$ (echo "count roll percentage"; i=0; while [ $i -lt 10000 ]; do roll; i=$((i+1)); done | sort | uniq -c | awk '{print $0,($1/10000*100)"%"}') | column -t
count  roll  percentage
1625   1     16.25%
1665   2     16.65%
1646   3     16.46%
1720   4     17.2%
1694   5     16.94%
1650   6     16.5%