C基础 寻找随机函数的G点,c基础随机函数

引言

  随机函数算法应该是计算机史上最重要的十大算法之一吧.
而C中使用的随机函数

#include <stdlib.h>

_Check_return_ _ACRTIMP int __cdecl rand(void);

 本文主要围绕rand 函数找到G点. 就是伪随机函数的周期值.

此地不追究随机算法的贯彻. 只为了找到威尼斯人平台。 关于rand 源码, 可以从Linux底层源码 glibc中找.  看了一下大约4个文件.
算法比较复杂. 感觉很稳定.

这里不探讨随机算法的实现. 只为了找到 随机函数周期.

 

前言

  现在window上测试. 测试代码 main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define _INT_R        (128)
#define _INT_FZ        (10000000)


// 得到rand() 返回值, 并写入到文件中
int getrand(long long *pcut) {
    static int _cut = 0;
    long long t = *pcut + 1;

    int r = rand();

    // 每次到万再提醒一下
    if(t % _INT_FZ == 0)
        fprintf(stdout, "%d 个数据跑完了[%d, %lld]n", _INT_FZ, _cut, t);

    if(t < 0) { // 数据超标了
        ++_cut;
        fprintf(stderr, "Now %d T > %lldn", _cut, t - 1);
        *pcut = 0; // 重新开始一轮
    }

    *pcut = t;
    return r;
}

/*
 * 验证 rand 函数的周期
 */
int main(int argc, char* argv[]) {
    int rbase[_INT_R];
    int i = -1, r;
    long long cut = 0;


    // 先产生随机函数
    while(++i < _INT_R)
        rbase[i] = getrand(&cut);

    // 这里开始随机了
    for(;;) {
        r = getrand(&cut);
        if (r != rbase[0])
            continue;

        for(i=1; i<_INT_R; ++i) {
            r = getrand(&cut);
            if(r != rbase[i]) 
                break;
        }

        // 找见了数据
        if(i == _INT_R) {
            printf("Now T = %lldn", cut);
            break;
        }
    }

    system("pause");
    return 0;
}

主要思路是 _INT_R 128个数重叠那我们就认为. 已经找到这个周期了.

测试结果截图是

 威尼斯人平台 1

主要采用 Release  X64 编译. 为了检验上面结果是可以接受的, 将 _INT_R
改成1024 重新编译一次.

运行结果如下:

 威尼斯人平台 2

 综合上面我们找见了 window 上 rand 函数的 G点 是

2147483776 – 128 =  214748248

2147484672 – 1024 = 2147483648

因而得到 window 上 VS2015 编译器的 rand G点 是 2147483648.

G点在游戏中用的很多. 例如抽奖, 掉装备, 暴击等等.

 

正文

1. 在linux 上试试水

  在linux上试试 测试代码基本一样 rand2.c 如下 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define _INT_R        (1024)
#define _INT_FZ        (100000000)

// 得到rand() 返回值, 并写入到文件中
int getrand(long long *pcut) {
    static int _cut = 0;
    long long t = *pcut + 1;

    int r = rand();

    // 每次到万再提醒一下
    if(t % _INT_FZ == 0)
        fprintf(stdout, "%d个数据又跑完了[%d, %lld]n", _INT_FZ, _cut, t);

    if(t < 0) { // 数据超标了
        ++_cut;
        fprintf(stderr, "Now %d T > %lldn", _cut, t - 1);
        *pcut = 0; // 重新开始一轮
    }

    *pcut = t;
    return r;
}

/*
 * 验证 rand 函数的周期
 */
int main(int argc, char* argv[]) {
    int rbase[_INT_R];
    int i = -1, r;
    long long cut = 0;


    // 先产生随机函数
    while(++i < _INT_R)
        rbase[i] = getrand(&cut);

    // 这里开始随机了
    for(;;) {
        r = getrand(&cut);
        if (r != rbase[0])
            continue;

        for(i=1; i<_INT_R; ++i) {
            r = getrand(&cut);
            if(r != rbase[i]) 
                break;
        }

        // 找见了数据
        if(i == _INT_R) {
            printf("Now T = %lldn", cut);
            break;
        }
    }

    return 0;
}

 编译命令

gcc -03 -o randc2.out rand2.c

 最后运行结果, 等了 好久还是没出来. 

威尼斯人平台 3 

Linux 上的rand 函数写的很有水准, 分布的很随机. 总而言之这个随机值比较大.
但一定存在的.

有兴趣的可以按照上面思路优化跑一跑. 这边Ubuntu 是虚拟机跑的慢.

 

2. 继续扩展, 减小rand 返回 MAX值 试试水

  修改上面 getrand  函数

// _INT_RMAX 表示随机数范围 [0, 100)
#define _INT_RMAX    (100)
#define _INT_R        (1024)
#define _INT_FZ        (10000000)


// 得到rand() 返回值, 并写入到文件中
int getrand(long long *pcut) {
    static int _cut = 0;
    long long t = *pcut + 1;

    int r = rand() % _INT_RMAX;

    // 每次到万再提醒一下
    if (t % _INT_FZ == 0)
        fprintf(stdout, "%d 个数据跑完了[%d, %lld]n", _INT_FZ, _cut, t);

    if (t < 0) { // 数据超标了
        ++_cut;
        fprintf(stderr, "Now %d T > %lldn", _cut, t - 1);
        *pcut = 0; // 重新开始一轮
    }

    *pcut = t;
    return r;
}

 

 添加 了 取余看是否, 影响G点 测试结果

  威尼斯人平台 4

发现G点没有变化. 

可以有推论: rand() 周期不随着 二次 mod取余而改变.

因而可以放心 mod使用 伪随机函数. G点还是那么大.

 

3. 最后, 赠送一个常用的 [min, max] 之间的随机函数

/*
 * 返回 [min, max] 区间的随机函数
 * min    : 起始位置
 * max    : 结束位置
 *        : 返回[min, max]区间之内的位置
 */
extern int random(int min, int max);

/*
 * 返回 [min, max] 区间的随机函数
 * min    : 起始位置
 * max    : 结束位置
 *        : 返回[min, max]区间之内的位置
 */
int 
random(int min, int max) {
    assert(min < max);
    // 正常情况
    return rand() % (max - min + 1) + min;
}

 

测试demo 代码 结构如下 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>

/*
 * 返回 [min, max] 区间的随机函数
 * min    : 起始位置
 * max    : 结束位置
 *        : 返回[min, max]区间之内的位置
 */
extern int random(int min, int max);

/*
 * C 基础, 使用随机函数
 */
int main(int argc, char* argv[]) {

    int min = -5, max = 5;
    int i = 0;

    // 开始统一 初始化种子
    srand((unsigned)time(NULL));

    while(i < 100) {
        printf("%3d ", random(min, max));
        if (++i % 10 == 0)
            putchar('n');
    }

    system("pause");
    return 0;
}

/*
 * 返回 [min, max] 区间的随机函数
 * min    : 起始位置
 * max    : 结束位置
 *        : 返回[min, max]区间之内的位置
 */
int 
random(int min, int max) {
    assert(min < max);
    // 正常情况
    return rand() % (max - min + 1) + min;
}

 

 测试结果是

威尼斯人平台 5

基本比较稳定. 一切都在预料之中.

总结 本文 得出两个 推论

  a. rand()伪随机函数, 存在G点. 并且可以找到

  b. G点 不随着 二次 mod 取余改变.

 

后记

  错误是难免的, 预祝明天愉快~~

  

寻找随机函数的G点,c基础随机函数 引言
随机函数算法应该是计算机史上最重要的十大算法之一吧. 而C中使用的随机函数
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