撰文 | Bob Yirka
翻譯 | 張宇哲
審校 | 董子晨曦
許多年來,計算機科學家一直在尋找一種能夠生成真隨機數的方法。但由于硬件水平的限制,大多數家用和商用電腦中的隨機數生成器遠達不到“隨機”的標準。生成隨機數之所以重要,是因為它構成了密碼學的基礎。在計算力足夠的前提下,黑客能夠破解這些由偽隨機數編碼的信息。與我們所處的自然世界不同,量子世界中存在許多真隨機事件,例如不可預測的光子行為。
來自英國、德國和俄羅斯的一支研究團隊利用量子力學的不可預測性,制造了一部能夠生成真隨機數的裝置。在發表于《物理評論快報》的論文中,他們描述了借助量子理論,開發了一款真隨機數生成器。
一種分束器,1:入射光;2: 50%透射光;3: 50%反射光。@ Tamasflex,wikimedia
該團隊制造的裝置由一個通用分束器組成,分束器一個輸入端為激光,另一輸入端則為空(即零信號)。隨后,他們利用兩個獨立的探測器測量出射光束。在這套裝置,每個到達分束器的光子被透射或被反射的概率相等,這意味著兩個測量結果間的差值是不可預測的。因此,這一差值便是真“隨機”的。
研究人員通過測量了光子在到達分束器之前的狀態,進一步推進了這一研究。測量結果證實了由該設備產生的數據的確是隨機的。最終,他們制造出的設備能夠以每秒8.05千兆比特的速度生成隨機數,且每組數據都證實是實時且隨機的。值得一提的是,該設備使用的全部是現有的技術。
原文鏈接:
https://phys.org/news/2021-01-unpredictable-nature-quantum-mechanics-random.html
andom模塊是Python的內置模塊,用于生成隨機數
常用方法
1.生成一個0到1之間的隨機浮點數
>>> import random
>>> random.random()
0.5327753356458743
2.生成指定范圍的隨機整數
>>> random.randint(30,37)
37
3.生成指定范圍的隨機浮點數
>>> random.uniform(10,12)
10.937634968502632
4.從列表隨機選取一個元素
>>> L = ['a','b','c','d','e','f','g']
>>> random.choice(L)
'c'
4.1從列表選取指定元素
>>> L = ['a','b','c','d','e','f','g']
>>> random.choices(L,k=3)
['g', 'a', 'g']
4.2從列表選取指定元素,且不重復
>>> L = ['a','b','c','d','e','f','g']
>>> random.sample(L,k=3)
['d', 'e', 'f']
5.隨機打亂列表順序
>>> L = ['a','b','c','d','e','f','g']
>>> random.shuffle(L)
>>> L
['g', 'f', 'b', 'a', 'e', 'c', 'd']
6.生成隨機數種子
在 Python 中,隨機數生成器是基于偽隨機數算法實現的,每次運行程序時都會生成不同的隨機數序列。有時候我們需要讓程序每次運行時都生成相同的隨機數序列,這個時候就需要random.seed()
>>> random.seed(12345
>>> random.randint(20,30)
26
7.生成小于指定值的隨機數
>>> random.randrange(10)
2
8.生成指定范圍數據
>>> random.randrange(10,50,3)
25
以上是random模塊常用的一些方法
更多內容請查看官方文檔
https://docs.python.org/3/library/random.html?highlight=random#module-random
獎和開盲盒性質一樣的都是通過ajax讀取后臺的隨機數據。
圖1 轉輪盤抽獎
圖2 轉輪盤抽獎結果
1、轉輪盤
本來是想直接繪圖實現輪盤,但是沒有找到怎么填充文字,只好把輪盤弄成了背景圖,通常用于游戲抽道具,商城積分抽獎,公司年末員工抽獎
html代碼
<style>
.box{
width:500px;height:500px;border:0px solid #DDD;margin:100px;position:relative;
}
.beij{
background:url(cjbg.jpg) no-repeat center center;width:100%;height:100%;
}
.pointer{
cursor:pointer;position:absolute;top:50%;left:50%;margin-left:-40px;margin-top:-48px;background:url(c1.png) no-repeat center center;width:80px;height:96px;z-index:21;
}
</style>
<div class='box' >
<div class='beij'></div>
<div class='pointer'></div>
</div>
js代碼
<script>
$(document).ready(function() {
var time=0.4;//轉一圈所需時間 s
var count=10;//默認多轉幾圈
/*
var angle=new Array();
angle[0]=23;
angle[1]=53;
angle[2]=83;
angle[3]=110;
angle[4]=133;
angle[5]=163;
angle[6]=223;
*/
var i=1;
$(".pointer").click(function(){
$.ajax({
url: "/public/man/index.php/api/choujiang",
data:'',
type: "post",
dataType: "json",
success: function(result) {
//console.log(result.msg);
$('.beij').css({'transform':"rotate("+(i*count*360+result.angle)+"deg)","transition":" All "+(time*(5+result.angle/360))+"s ease-in-out"});
//彈窗提示
//setTimeout("alert('"+result.msg+"');",time*1000*(5+result.angle/360));
setTimeout("console.log('"+result.msg+"');",time*1000*(5+result.angle/360));
}
})
i++;
});
});
</script>
說明:
后臺接口程序
public function choujiang(){
/*
id 獎品編號
title 中獎提示
prec 中獎概率
angle 旋轉角度
*/
$arr[0]=array('id'=>1,'title'=>'恭喜抽中一等獎:蘋果手機一部!','prec'=>1,'angle'=>23);
$arr[1]=array('id'=>2,'title'=>'恭喜抽中二等獎:Ipad','prec'=>2,'angle'=>68);
$arr[2]=array('id'=>3,'title'=>'恭喜抽中三等獎:','prec'=>25,'angle'=>113);
$arr[3]=array('id'=>4,'title'=>'恭喜抽中四等獎','prec'=>50,'angle'=>155);
$arr[4]=array('id'=>5,'title'=>'恭喜抽中五等獎','prec'=>80,'angle'=>202);
$arr[5]=array('id'=>6,'title'=>'恭喜抽中六等獎','prec'=>150,'angle'=>245);
$arr[6]=array('id'=>7,'title'=>'恭喜抽中七等獎','prec'=>240,'angle'=>290);
$arr[7]=array('id'=>8,'title'=>'獲得50元優惠券,還需加油哦!','prec'=>380,'angle'=>337);
//中獎幾率求和
$cmun=0;
for($i=0;$i<=count($arr)-1;$i++){
$cmun+=$arr[$i]['prec'];
}
//中獎隨機數
$smrand=mt_rand(1,$cmun);
$this->getRand(1,0,$arr,count($arr),$smrand);
}
public function getrand($m,$im,$arr,$count,$smrand){
/*
$m 起始數
$im 第幾個數組元素
$count 數組總得元素個數
$arr 原始數組
$smrand 中獎隨機數
*/
//已經中獎
if($smrand>=$m&&$smrand<=$arr[$im]['prec']+$m-1){
//中獎返回
$msg=array('msg'=>$arr[$im]['title'],'angle'=>$arr[$im]['angle'],'smrand'=>$smrand);
exit(json_encode($msg,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
}else{
//最后一個不需要判斷 直接返回
if($im+1==$count-1){
$msg=array('msg'=>$arr[$count-1]['title'],'angle'=>$arr[$count-1]['angle'],'smrand'=>$smrand);
exit(json_encode($msg,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
}else{
//起始數字
$start=$arr[$im]['prec']+$m;
//遞歸 再次調用數組 讀取下一個數組元素
$this->getrand($start,$im+1,$arr,$count,$smrand);
}
}
}
說明:
2、隨機抽取一個幸運員工
點擊開始抽獎,單行文本框循環顯示員工,抽獎按鈕文字變為停止,點擊停止的時候,抽中的員工顯示在獲獎名單。
圖3 隨機抽取幸運員工
html代碼
<style>
body{
background:#DDD;
}
.title{
height:40px;line-height:40px;font-size:14px;font-weight:bold;margin:100px 0 0 100px;
}
.box{
width:700px;height:200px;border:1px solid #EEE;border-radius:8px;background:#FFF;margin-left:100px;
}
.box li{height:30px;line-height:30px;}
.cjbtn{
margin:10px 0 0 100px;
}
#ygname{
padding:3px 5px;;
}
</style>
<div class='title'>獲獎名單</div>
<div class='box' >
<ul>
</ul>
</div>
<div class='cjbtn'><input type='text' id='ygname' /> <button id='choujiang'>開始抽獎</button></div>
js代碼
<script>
var t;
var yuangong=new Array();
$.ajax({
url: "/public/man/index.php/api/yuangong",
data:'',
type: "post",
dataType: "json",
success: function(result) {
yuangong=result.msg
}
})
$(document).ready(function() {
$("#choujiang").click(function(){
if($(this).html()=='開始抽獎'){
if(yuangong.length>=3){
$(this).html("停止");
start();
}
}else{
$(this).html("開始抽獎");
stop();
}
});
});
function start() {
num = Math.floor(Math.random() * (yuangong.length-1));
$('#ygname').val(yuangong[num]['title']);
t = setTimeout(start, 0);
}
function stop() {
clearInterval(t);
//數組中刪除中獎員工信息防止重復中獎
yuangong.splice($.inArray(yuangong[num], yuangong), 1);
$(".box ul").append("<li>"+$('#ygname').val()+"</li>");
}
</script>
說明:
num = Math.floor(Math.random() * (yuangong.length));
綜上:num得到的是0到數組下標的隨機數。
clearInterval(t):用于停止t = setTimeout(start, 0);
后臺php接口程序
public function yuangong(){
$yuangong[0]=array('id'=>1,'title'=>'業務部【張三】');
$yuangong[1]=array('id'=>2,'title'=>'技術部【李四】');
$yuangong[2]=array('id'=>3,'title'=>'技術部【逍遙】');
$yuangong[3]=array('id'=>4,'title'=>'會計部【薛嫣】');
$yuangong[4]=array('id'=>5,'title'=>'行政部【王五】');
$yuangong[5]=array('id'=>6,'title'=>'行政部【王天林】');
$yuangong[6]=array('id'=>7,'title'=>'行政部【李笑和】');
$msg=array('msg'=>$yuangong);
exit(json_encode($msg,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
}
3、隨機抽取多個幸運員工
沒有想到什么效果,只是單純地獲取了隨機數
html代碼
<style>
body{
background:#DDD;
}
.title{
height:40px;line-height:40px;font-size:14px;font-weight:bold;margin:100px 0 0 100px;
}
.box{
width:700px;height:200px;border:1px solid #EEE;border-radius:8px;background:#FFF;margin-left:100px;
}
.box li{height:30px;line-height:30px;}
.cjbtn{
margin:10px 0 0 100px;
}
#ygname{
padding:3px 5px;;
}
</style>
<div class='title'>獲獎名單</div>
<div class='box' >
<ul>
</ul>
</div>
<div class='cjbtn'> <button id='choujiang'>開始抽獎</button></div>
js代碼
<script>
var yuangong=new Array();
var ygstr='';//存取獲獎員工
var ygrs=5;//一次抽幾個
var t;
$.ajax({
url: "/public/man/index.php/api/yuangong",
data:'',
type: "post",
dataType: "json",
success: function(result) {
yuangong=result.msg
}
})
$(document).ready(function() {
$("#choujiang").click(function(){
if(yuangong.length>=ygrs){
start(1);
}
});
});
function start(ms) {
//ms 第幾次獲取員工信息
num = Math.floor(Math.random() * (yuangong.length));
console.log(num);
ygstr+="<li>"+yuangong[num]['title']+"</li>";
if(ms>=ygrs){
$(".box ul").html(ygstr);
ygstr="";
}else{
yuangong.splice($.inArray(yuangong[num], yuangong), 1);
start(ms+1);
}
}
</script>
4、在線開盲盒
需要我們點擊抽獎的時候通過ajax讀取后臺獲得的盲盒信息,直接顯示到前臺,前臺顯示同上邊的,都是一樣,說一下后臺程序。
使用array_rand().隨機獲取幾個數組元素
array_rand($arr,$count).用法
返回值是原數組的下標。
public function manghe(){
$goods[0]=array('id'=>1,'title'=>'手機');
$goods[1]=array('id'=>2,'title'=>'毛絨玩具');
$goods[2]=array('id'=>3,'title'=>'化妝品');
$goods[3]=array('id'=>4,'title'=>'啫喱水');
$goods[4]=array('id'=>5,'title'=>'面膜');
$goods[5]=array('id'=>6,'title'=>'學習用品');
$goods[6]=array('id'=>7,'title'=>'電腦');
$getarr=array_rand($goods,3);
$i=0;
foreach($getarr as $k){
$rearr[$i]=$goods[$k];
$i++;
}
$msg=array('msg'=>$rearr);
exit(json_encode($msg,JSON_UNESCAPED_UNICODE));
}
如果包含特殊獎項,需要滿足抽獎多少次,一定抽中,可以達到抽獎次數以后在array_rand內隨機數減一,然后把大獎塞進該次抽獎的返回信息。
array_push($rearr,$a)用法:
$tebie[999]=array('id'=>999,'title'=>'特別大獎');
$goods[0]=array('id'=>1,'title'=>'手機');
$goods[1]=array('id'=>2,'title'=>'毛絨玩具');
$goods[2]=array('id'=>3,'title'=>'化妝品');
$goods[3]=array('id'=>4,'title'=>'啫喱水');
$goods[4]=array('id'=>5,'title'=>'面膜');
$goods[5]=array('id'=>6,'title'=>'學習用品');
$goods[6]=array('id'=>7,'title'=>'電腦');
$getarr=array_rand($goods,3);
$i=0;
foreach($getarr as $k){
$rearr[$i]=$goods[$k];
$i++;
}
array_push($rearr,$tebie[999]);
dump($rearr);
exit;
輸出結果:
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