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你的《羊了个羊》第二关通关了吗？
作为一款三消类的休闲小游戏，《羊了个羊》尽管在玩法上并没有多大立异，但却以其相邻关卡间巨大的游戏难度落差成功出圈。评论度进步的一起，也招致了一些批判的声响，主要是指责《羊了个羊》毫无游戏性可言，罪行无一例外都说到同一个词——随机性。
简略讲便是，三消类的游戏尽管看起来是一堆紊乱无序的元素，但大体遵循一些默许的游戏规则，比方每种元素的数量以及全部元素的总数量必定数字3的倍数，以保证全部的元素最终都能配对消除并获胜，仅仅每种元素呈现的时机是随机的罢了。
但《羊了个羊》偏偏“不讲武德”，它让每种元素呈现的概率都是随机的，也便是批判者口中的“真随机性”，这样导致的成果便是，你分配到的牌局或许从一开端便是个死局，等你玩到最终才发现根本无法彻底消除。
今日咱们不评论《羊了个羊》“武德”问题，但已然说到了游戏中的随机性问题，那咱们就想站在程序的角度来好好说道说道了~
大家好，我是玩羊玩到晚上要数羊睡觉的椎锋陷陈，今日咱们要共享的主题是随机数的生成原理。
或许有读者要发生疑惑了，咱们评论的不是游戏中的随机性问题吗，怎样变成了随机数的生成原理了？这是因为，随机数自身便是随机性所发生的成果，又是反过来指导游戏行为的根据，比方《羊了个羊》中每回合呈现的元素品种，所以引申出来评论随机数的生成原理并不生硬。
这里咱们首先要探究的一个问题便是，游戏中发生的随机数，是真的随机数吗？很惋惜，并不是，这里边大部分发生的都是伪随机数。
伪随机数是什么？
核算机是确定性的，这意味着其发生的全部行为，都是由其预先编写的全部指令所决议的，仅依赖一个确定性的事物，是无法发生一个随机性的成果的。
咱们拿到的所谓随机数，仅仅看起来随机罢了，也便是说，仅仅符合统计学上关于随机性确定的要求，但随机数的发生进程却是确定的。
什么意思呢？
首先，伪随机数生成器内部拟定了一个算法，本质上便是一个数学公式。公式所得到的随机数集是一个序列，序列中的每一个随机数，都是由前一个随机数代入相同的公式核算得出的。
而序列的起始值，咱们称之为种子数，决议了整个随机数序列的全部数值。
所以，理论上，咱们只要知道伪随机数生成器的种子数和内部算法，就可以推表演整个随机数序列。因而，伪随机数生成器是不安全的，不能用于安全系数要求高的场合，比方登录时默许的随机密码生成，但关于《羊了个羊》这一类的休闲小游戏来讲仍是没啥问题的。
那么，伪随机数生成器都有哪些算法呢？
伪随机数生成器算法
平方取中法
平方取中法是由冯诺伊曼提出的一种发生均匀伪随机数的算法，算法的原理很简略，首先选定一个种子数，假设是一个四位数字，比方4321。
接着，正如算法的名字所表述，先对种子数进行平方4321^2=18671041，再取中心四位数字18[6710]41，然后得到序列下一项6710。
假如平方后缺乏八位，则在数字的前面填充0直至满八位，如241^2=58081=00[0580]81=0580。
随后重复这个进程，就能继续生成多个坐落0到9999之间的随机数。
线性同余生成器
不过，这显然不能满意咱们需求生成伪随机数的多数场景。现在生成伪随机数的最佳算法，是一种叫做马特赛特旋转演算法的现代算法，其基于更简略的线性同余生成器，一种常见的伪随机数生成器。
线性同余生成器要求有4个输入，除了固定要求的种子数之外，还有模数m、乘数a以及增量c。
核算方式是种子数乘以a再加上c，然后把核算成果对m进行求模，也即除以m并取余数。
随后重复这个进程，就可以得到余下的随机数序列，得到的随机数将坐落0到m-1之间。
算法进程咱们了解了，但线性同余生成器又是凭仗什么优势，在伪随机数生成这方面更受青睐的呢？
线性同余生成器的优势
其实，无论是哪一种伪随机数生成器算法，除了前面所说到的安全性问题之外，还有一个相同的天然缺陷，那便是其生成的随机数序列，无论长短，最终都会重复呈现，即构成一个循环。
因而就有了周期的说法，所谓周期，指的便是在两次循环之间呈现的不同随机数项的数目。
原因咱们前面现已讲了：恒定的核算公式，以及依赖于前一个随机数。
我贴一部知名恐怖电影的海报你们就懂了：
而线性同余生成器的优势在于，其周期的长度是m-1，即取决于模数m，只要保证m的取值尽量大，比方2的32次方，就能极大地延伸随机数重复的周期，但也仅仅延伸，本质上仍无法避免。
那么，真的就无解了吗？已然有伪随机数的说法，那有没有真随机数呢？
仍是有的。
真随机数怎样得到？
已然从内部无法自我处理，那就寻求外部的协助吧，也即承受一个咱们认为是随机性的外部事物的输入作为种子数，然后使得经过核算机处理之后的成果也是随机的，这个外部事物便是——自然界的噪声。
这个噪声是物理学上的含义，指的是全部不规则的信号，而不必定是声响。
比方RANDOM.ORG这个网站，便是以大气噪声，也即自然界雷暴活动所发生的电磁辐射作为随机性的外部事物的输入，借此提供各项服务以满意各式各样需求生成真随机数的场景。
已然需求外部事物的输入，那也就意味着需求额外的硬件设备支撑，以收集和丈量随机的物理现象或一般事情。但也不必把它想象的过于高大上，比如鼠标、键盘的点击都可以作为随机事情的种子数。
另一方面，因为搜集外部的数据需求时刻，也导致了真随机数生成器的另外一个缺陷——不够快。以及，因为随机性的外部事物的输入很难重现，也将导致咱们无法复现随机数生成进程，测试流程常常无法正常进行。
不过，己之缺陷便是彼之优点，关于伪随机数生成器来说，不需求外部设备支撑、核算效率高、可复现则是其显着的优势。
好了，这个便是今日要共享的内容。
总结一下，《羊了个羊》每种元素的随机生成使用的仍然是伪随机数生成器，因而说它“真随机性”其实并不太精确。
而其宣传所谓的通关率不到0.1%，与游戏难度自身关系不大，你无法经过大概率是你刚好被分配到的牌局没有达到三消类游戏通关的基本要求。
最终，祝你是那0.1%的幸运儿，游戏如是，生活也如是。
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参考
How to Generate Pseudorandom Numbers | Infinite Series www.youtube.com/watch?v=C82…
