JS的秘密武器：以最高性能生成随机数

随机并非偶然？如何让JavaScript生成“公平”的数字

想象一下：你正在编写一个游戏，敌人在屏幕上的随机位置出现。或者你在创建一个A/B测试，需要将用户均匀分配到各个组。又或者你只是想生成一个随机密码。在任何这些场景中，你都需要同一种魔法——在JavaScript中生成两个值之间的随机数。

看起来很简单，对吧？Math.random()——搞定。但是，正如Stack Overflow上的热门问题（数百万次浏览，数千个赞）所示，魔鬼藏在细节中。错误的实现可能导致分布偏差、性能瓶颈以及意想不到的错误。

在本文中，我们不仅会提供现成的代码。我们将剖析其结构，学习如何针对不同场景进行优化，并理解如何实现最高性能的生成。开始吧！

基础：Math.random() 以及为什么它还不够

在JS中任何随机数生成的核心都是 Math.random() 方法。它返回一个来自范围 [0, 1)（包括0，但从不包括1）的伪随机浮点数。

console.log(Math.random()); // 0.234567890123456\nconsole.log(Math.random()); // 0.987654321098765

这是一个很好的基础，但如果你需要一个介于5到10之间或-100到100之间的数字，它就毫无用处了。我们需要一个在给定范围内生成随机数的函数。

来自Stack Overflow的经典答案

最流行且正确的解决方案如下：

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

\n
• 工作原理： (max - min) 是范围的宽度。将其乘以 Math.random()，我们得到一个从0到宽度的数字。加上 min，我们将结果移动到所需范围。
\n
• 结果： 一个介于min（包含）和max（不包含）之间的浮点数。
\n

但是，如果你需要整数呢？这时就需要用到 Math.floor()、Math.ceil() 和 Math.round()。

生成随机整数：魔鬼在舍入中

Stack Overflow答案的第二部分是用于整数的函数：

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

请注意末尾的 + 1。这是一个至关重要的细节。没有它，最大值 max 永远不会出现，因为 Math.random() 永远不会恰好返回1。

为什么使用 Math.ceil() 和 Math.floor()？

这是一种防止错误的保险措施。如果有人向函数传递 min = 1.5，Math.ceil(1.5) 会将其转换为2。而 Math.floor(9.9) 会将其转换为9。这保证了整数输入和可预测的结果。

性能优化：比较不同方法

现在是最有趣的部分——JavaScript中随机数生成的性能。假设你需要在canvas上创建10,000个随机点。每一毫秒都很关键。

我们测试了三种方法：