Swift中随机数的使用，对不同类型随机数进行封装调用

女爷i 2022-09-25 11:20 135阅读 0赞

转载自：http://blog.csdn.net/u014455765/article/details/50419651

在[Swift][]中使用随机数   
在我们的开发过程中,有时需要产生一些随机数.而Swift中并没有像[Java][]中一样提供一个专门的Random类来集中的生成随机数.   
在Swift中,提供了几个全局的函数来生成随机数.一个是random(),还有一个是arc4random(),以及专门生成浮点的srand48(Int)和drand48().   
这些方法并没有进行封装,其实并不符合面向对象的思想.并且如果想要限制生成的随机数的最大最小值也不得行.因此,我们有必要对他们进行一个封装.   
arc4random()

--------------------

arc4random 是一个非常优秀的随机数[算法][Link 1],它会返回给我们一个任意的整数,如果我们想要在某一个范围里的话,做一次取模运算取余数就可以了.但是由于arc4random()函数返回的值无论上什么平台上都是返回一个UInt32(无符号32位整数)的值.因此,在32位的平台上进行Int(arc4random())转换的话,就有一半的几率出现转换越界,这就会造成程序的崩溃.   
因此,在这种情况下,我们可以使用`arc4random_uniform`这个改良的arc4random函数:

func arc4random_uniform(_: UInt32) -> UInt32

这个函数接收一个UInt32的数字n作为输入,返回一个0到n-1之间的随机数.那么,只要我们传入的n不超过Int的范围,就可以避免像上面一样的转换越界的问题了.   
因此,我们Int的随机数生成函数可以写成这样:

public extension Int {
        public static func random(lower: Int = 0, _ upper: Int = Int.max) -> Int {
            return lower + Int(arc4random_uniform(UInt32(upper - lower + 1)))
        }
        
        public static func random(range: Range<Int>) -> Int {
            return random(range.startIndex, range.endIndex)
        }
    }

这段代码使用了扩展,对Int类型增加了一个扩展,并实现了random(lower: Int = 0, \_ upper: Int = Int.max) -> Int和random(range: Range) -> Int两个方法.这样,如果我们需要一个整数的随机数的话,就可以这样调用了:

Int.random()
    Int.random(0, 50)
    Int.random(20...50)

这里不得不夸一下扩展机制,真心方便.它可以不修改原有类的源码的情况下,给这个类增加新的功能.这就大大的增加了编写代码的方便.毕竟很多时候最开始时是考虑不周全的,我们并不能给某个类增加所有的方法,到后面进行修改的时候,就必然牵涉到修改源码.如果源码是自己写的还好,如果源码不是自己写的或者根本就没有源码了.那么给这个类增加方法就非常的不方便了.JAVA中有大量的XXXXUtils类,其实干的就是这个事情,比如StringUtils,由于JAVA中的String类是不能继承和修改的,因此就只有定义了一个工具类,里面就是对String做了一堆的扩展.调用的时候更不符合面向对象的思想.全是StringUtils.xxxx(sourceStr,destStr)这样的.   
其他类型的随机数

--------------------

除了整数的随机数以外,浮点的随机数也是很常用的.因此我们同样可以对浮点数进行扩展.这里就有两种思路,第一种是继续使用arc4random()函数,把生成的随机整数转换成为浮点数.还有一种就是调用srand48(Int)和drand48()直接生成随机浮点数.这两个方案都是差不多的,不过由于每次调用drand48()前都需要调用srand48(Int)设置随机初始化的种子,因此我个人更倾向于使用arc4random().于是就有以下的方法:

public extension Bool {
        public static func random() -> Bool {
            return Int.random(0, 1) == 0
        }
    }
    
    public extension Double {
        /// SwiftRandom extension
        public static func random(lower: Double = 0, _ upper: Double = 100) -> Double {
            return (Double(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
        }
    }
    
    public extension Float {
        /// SwiftRandom extension
        public static func random(lower: Float = 0, _ upper: Float = 100) -> Float {
            return (Float(arc4random()) / 0xFFFFFFFF) * (upper - lower) + lower
        }
    }
    
    public extension CGFloat {
        /// SwiftRandom extension
        public static func random(lower: CGFloat = 0, _ upper: CGFloat = 1) -> CGFloat {
            return CGFloat(Float(arc4random()) / Float(UINT32_MAX)) * (upper - lower) + lower
        }
    }

这样集中常用数据类型的随机数的生成就都有了,并且使用起来也非常的方便.

Bool.random()
    Double.random(1.5,10.8)
    Float.random()
    CGFloat.random()

[Swift]: http://lib.csdn.net/base/1
[Java]: http://lib.csdn.net/base/17
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/31