伪随机性

✍ dations ◷ 2025-12-11 14:23:35 #伪随机性,理论计算机科学

伪随机性(英语:Pseudorandomness)是一个过程似乎是随机的,但实际上并不是。例如伪随机数是使用一个确定性的算法计算出来的似乎是随机的数序,因此伪随机数实际上并不随机。在计算伪随机数时假如使用的开始值不变的话,那么伪随机数的数序也不变。伪随机数的随机性可以用它的统计特性来衡量,其主要特征是每个数出现的可能性和它出现时与数序中其它数的关系。伪随机数的优点是它的计算比较简单,而且只使用少数数值很难推算出计算它的算法。一般人们使用一个假的随机数,比如电脑上的时间作为计算伪随机数的开始值。

用来计算伪随机数的函数被称为随机函数,使用随机函数产生随机数的算法称为随机数生成器。一些随机函数是周期性的,虽然一般来说使用非周期性的函数要好得多,但周期性的随机函数往往快得多。有些周期函数的系数可以调整,之后它们的周期非常大,基本上与非周期的函数效果一样。

/* 使用 ANSI C 可移植算法 */static unsigned long int next = 1;    // 种子int rand(void)                        // 生成伪随机数{    next = next * 1103515245 + 12345;    return (unsigned int) (next / 65536) % 32768;}void srand(unsigned int seed)         // 修改种{    next = seed;}

可见,伪随机数是由一套产生随机数的算法实现的。

在电脑模拟中伪随机数用来模拟产生随机的过程,背景噪声产生器中也可应用伪随机数。由于伪随机数不是真的随机数,在有些方面它们不能被使用,例如在密码学中使用伪随机数要小心,因为其可计算性是一个可以攻击的地方。统计学、蒙特·卡罗方法上使用的伪随机数也必须挑选周期极长、随机性够高的随机函数,以确保计算结果有足够的随机性。

伪随机数的一个特别大的优点是它们的计算不需要外部的特殊硬件的支持,因此在计算机科学中伪随机数依然被使用。真正的随机数必须使用专门的设备,比如热噪信号、量子力学的效应、放射性元素的衰退辐射,或使用无法预测的现象,譬如用户按键盘的位置与速度、用户运动鼠标的路径坐标等来产生。对于移动式计算,采用加速度传感器协助随机数生成亦是一种普遍做法。

相关

  • 国家食品药品监督管理局1999年规定:国务院部委管理的国家局的印章直径4.5厘米,中央刊国徽,由国务院制发。国家食品药品监督管理局(官方英文译名:State Food and Drug Administration,缩写为SFDA),简称国家
  • 2-巯基乙醇2-巯基乙醇(又称为β-巯基乙醇,1-硫代乙二醇;2-羟基乙硫醇;β-硫醇代乙醇)是一种有机化合物,其化学式为HOCH2CH2SH,英文通用缩写为ME或βME。它兼具乙二醇(HOCH2CH2OH)和乙二硫醇(HS
  • 煎蛋煎蛋是由鸡蛋煎成的食品,也是家喻户晓的烹调之一。若只煎单面,因外形像太阳一样,而称为太阳蛋(sunny side up);而双面煎则称为荷包蛋。在中国中原地区人们称呼为鸡蛋鳖。虽然蛋的
  • 天津话天津话(国际音标:.mw-parser-output .IPA{font-family:"Charis SIL","Doulos SIL","Linux Libertine","Segoe UI","Lucida Sans Unicode","Code2000","Gentium","Gentium Alte
  • 恐怖主义与苏联在苏联的极盛时期,共产主义和共产主义国家被认为是国际恐怖主义的主要来源。 北约,以及英国、意大利、德国(冷战期间为西德)的政府察觉到并认为在其境内的带有暴力性的共产主义
  • 须须许理须须许理(日语:須須許里 )或须须保理(日语:須須保理 ),朝鲜三国时代将先进酿酒技术传入日本的百济人。后世日本人将他尊为酒神。日本京都府缀喜郡以及都筑郡建有须须许理酒神的神
  • 陈振辉陈振辉(1955年-2012年1月29日),台湾云林人,台湾政治人物。曾任国民党籍云林县议会议员和云林县虎尾镇镇长。2009年12月5日,镇长选举甫开票结束,陈振辉意外落选。陈遂持枪至对手林文
  • 程允和程允和(1844年-1922年),字平斋。出生于安徽省庐江县。清朝军官。十九岁以武童身份参军,在宋庆毅军效力,为百夫长,为宋庆左右手,转战豫、直、山、陕、蒙古等省,曾驻兵河南,军纪严明,军民
  • 艾托·麦基宁艾托·麦基宁(芬兰语:Aito Mäkinen,1927年1月4日-2017年1月30日),出生于芬兰图尔库,是一名芬兰电影导演、编剧和电影制片人。他在1963年至1999年,导演了超过45部电影。1964年的电影
  • 弗吉尼亚州州旗弗吉尼亚州州旗以蓝色为底,中央为弗吉尼亚州州徽。在州徽下方写有格言“Sic semper tyrannis”(拉丁语:这就是暴君的下场),这句话为古罗马布鲁图参与刺杀凯撒时所说。州徽中站立