使用 PHP mt_rand 生成隨機數

一、介紹

隨機數是計算機科學中非常重要的一項功能。在各種場景中，我們都需要使用隨機數，如生成隨機驗證碼、抽獎等。在 PHP 中，可以使用 mt_rand 函數生成高質量的偽隨機數。

mt_rand 函數使用 Mersenne Twister 算法來生成隨機數，具有較高的隨機性和均勻性。它產生的是整數類型的隨機數，可以通過一些簡單的操作來擴展到更廣泛的應用場景中。

二、函數定義

/**
 * 生成一個範圍在 $min 和 $max 之間的隨機數
 *
 * @param int $min 最小值
 * @param int $max 最大值
 *
 * @return int 生成的隨機數
 */
function mt_rand(int $min, int $max): int {}

三、使用示例

1. 生成隨機數

以下代碼將生成一個 1 到 10 的隨機數：

$randNum = mt_rand(1, 10);
echo $randNum;

在每次執行上述代碼時，都會得到一個不同的隨機數。

2. 生成指定位數的隨機數

以下代碼將生成一個指定位數的隨機數：

function generateRandomNumber(int $length): string {
    $min = pow(10, $length - 1);
    $max = pow(10, $length) - 1;
    return (string)mt_rand($min, $max);
}
echo generateRandomNumber(6);

執行上述代碼將得到一個 6 位數的隨機數。這個函數可以擴展為生成指定位數和指定進制的隨機數。

3. 生成指定平均值和標準差的隨機數

以下代碼將生成一個指定平均值和標準差的隨機數：

function generateRandomNumberWithAverageAndStdDeviation(float $average, float $stdDeviation): float {
    $randNum = mt_rand() / mt_getrandmax();
    $randNum2 = mt_rand() / mt_getrandmax();
    $num = sqrt(-2 * log($randNum)) * cos(2 * M_PI * $randNum2);
    return round($num * $stdDeviation + $average, 2);
}
echo generateRandomNumberWithAverageAndStdDeviation(10, 2);

執行上述代碼將得到一個平均數為 10，標準差為 2 的正態分佈隨機數。

四、總結

使用 PHP 的 mt_rand 函數可以方便地生成高質量的隨機數，無論是生成指定範圍、指定位數還是指定分佈類型的隨機數，mt_rand 函數都可以快速實現。但在安全性要求高的場景中，如密碼生成等，需要使用更加安全的函數庫。