一、Math.random()——最基礎的隨機數(shù)生成方式

1. Math.random() 的基本用法

Math.random() 是 JavaScript 內置的隨機數(shù)生成函數(shù)，每次調用都會返回一個 0（包含）到 1（不包含） 之間的浮點數(shù)。

console.log(Math.random()); // 可能輸出 0.2856397428015183
console.log(Math.random()); // 可能輸出 0.9123847982374728

2. 生成指定范圍的隨機數(shù)

由于 Math.random() 生成的是 [0, 1) 之間的隨機數(shù)，我們通常需要進行變換，以適應不同的需求。

生成 [min, max) 之間的隨機浮點數(shù)

function getRandomFloat(min, max) {
  return Math.random() * (max - min) + min;
}

console.log(getRandomFloat(1, 10)); // 可能輸出 4.7329384

生成 [min, max] 之間的隨機整數(shù)

function getRandomInt(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
}

console.log(getRandomInt(1, 10)); // 可能輸出 7

3. Math.random() 的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 內置方法，簡單易用
• 適用于大多數(shù)一般性隨機數(shù)生成需求

缺點：

• 生成的隨機數(shù)質量較低，不適用于高安全性需求（如密碼生成、加密等）
• 無法直接生成正態(tài)分布等更復雜的隨機數(shù)

二、使用 crypto.getRandomValues() 生成高安全性隨機數(shù)

1. 介紹

crypto.getRandomValues() 是 Web Crypto API 提供的安全隨機數(shù)生成方法，適用于需要更高隨機性和安全性的場景，如密碼學應用。

2. 基本用法

function getSecureRandomInt(min, max) {
  const randomBuffer = new Uint32Array(1);
  window.crypto.getRandomValues(randomBuffer);
  return min + (randomBuffer[0] % (max - min + 1));
}

console.log(getSecureRandomInt(1, 100)); // 可能輸出 42

3. crypto.getRandomValues() 的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 更高的隨機性，適用于密碼學需求
• 不依賴外部庫，瀏覽器內置支持

缺點：

• 僅適用于生成整數(shù)，無法直接生成浮點數(shù)
• 需要使用 Uint32Array，使用方式比 Math.random() 復雜
• 僅在瀏覽器環(huán)境可用，Node.js 需要使用 crypto.randomBytes

三、使用 Node.js 的 crypto 模塊生成隨機數(shù)

1. crypto.randomBytes() 生成隨機字節(jié)

在 Node.js 環(huán)境下，可以使用 crypto.randomBytes() 生成隨機數(shù)據(jù)。

const crypto = require('crypto');

function getRandomBytes(size) {
  return crypto.randomBytes(size).toString('hex');
}

console.log(getRandomBytes(4)); // 可能輸出 'e9f32c7b'

2. 生成隨機整數(shù)

function getSecureRandomInt(min, max) {
  const randomBuffer = crypto.randomBytes(4);
  const randomNumber = randomBuffer.readUInt32BE(0);
  return min + (randomNumber % (max - min + 1));
}

console.log(getSecureRandomInt(1, 100)); // 可能輸出 78

3. Node.js crypto 相關方法的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 適用于服務器端，安全性高
• 適用于加密、身份驗證等場景

缺點：

• 僅適用于 Node.js，無法在瀏覽器端使用
• 代碼較復雜，使用成本較高

四、使用第三方庫（如 seedrandom）生成可復現(xiàn)的隨機數(shù)

1. 介紹

在某些場景下，我們希望隨機數(shù)是可預測和可復現(xiàn)的，比如游戲隨機種子、數(shù)據(jù)模擬等。這時可以使用 seedrandom 庫。

2. 安裝和使用

npm install seedrandom
const seedrandom = require('seedrandom');

const rng = seedrandom('my-seed');
console.log(rng()); // 可能輸出 0.928372347
console.log(rng()); // 可能輸出 0.238472834

3. seedrandom 的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 可復現(xiàn)的隨機數(shù)，適用于游戲、數(shù)據(jù)模擬等場景
• 支持不同的隨機數(shù)生成算法

缺點：

• 需要安裝額外的庫
• 不適用于高安全性場景

五、其他特殊的隨機數(shù)生成方式

1. 生成隨機布爾值

function getRandomBoolean() {
  return Math.random() >= 0.5;
}

console.log(getRandomBoolean()); // 可能輸出 true 或 false

2. 生成隨機顏色

function getRandomColor() {
  return `#${Math.floor(Math.random() * 16777215).toString(16)}`;
}

console.log(getRandomColor()); // 可能輸出 '#3e4f1b'

3. 生成隨機 UUID

function getUUID() {
  return crypto.randomUUID();
}

console.log(getUUID()); // 可能輸出 '3d7a3b44-5a10-4d72-bf58-c13f01b4a4a6'

六、總結

JavaScript 提供了多種生成隨機數(shù)的方法，每種方法適用于不同的場景：

• Math.random()：適用于一般性隨機數(shù)需求，但不適合高安全性場景。
• crypto.getRandomValues()：適用于高安全性需求，如密碼生成。
• Node.js crypto.randomBytes()：適用于服務器端高安全性隨機數(shù)生成。
• seedrandom：適用于需要可復現(xiàn)隨機數(shù)的場景，如游戲隨機種子。

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