Golang使用math/rand生成随机数方法

本文深入讲解了Go语言中math/rand包生成伪随机数的核心用法与最佳实践：强调必须通过time.Now().UnixNano()等动态种子初始化以避免重复序列，涵盖整数（Intn）、浮点数（Float64/Float32）、正态分布（NormFloat64）及指数分布（ExpFloat64）等多种随机值生成方式，并指出全局函数虽并发安全但性能受限，高并发场景下推荐使用独立Rand实例提升效率；同时明确区分其适用于游戏、测试、模拟等非加密场景，而真正需要密码学安全的随机数时应切换至crypto/rand包——掌握这些要点，你就能在Go项目中灵活、高效、可靠地驾驭随机性。

在Go语言中，math/rand 包用于生成伪随机数。它不能直接生成加密安全的随机数，但适用于大多数通用场景，比如游戏、模拟、测试数据生成等。使用前需要注意：如果不设置种子，每次程序运行时生成的“随机”序列可能相同。

1. 基本用法：生成0到n之间的整数

要生成一个随机整数，可以使用 rand.Intn(n)，它返回一个介于 0 和 n-1 之间的随机整数（左闭右开）。

package main
import (
"fmt"
"math/rand"
)
func main() {
n := rand.Intn(100) // 0 ~ 99
fmt.Println(n)
}

2. 设置随机种子以获得不同结果

为了使每次运行程序产生不同的随机序列，需要用 rand.Seed() 设置种子。通常使用当前时间作为种子。

从 Go 1.20 开始，rand.Seed() 已被弃用，推荐使用 rand.New(rand.NewSource(seed)) 或直接调用 rand.Seed 之前确保初始化。

package main
import (
"fmt"
"math/rand"
"time"
)
func main() {
rand.Seed(time.Now().UnixNano()) // 设置随机种子
n := rand.Intn(100)
fmt.Println(n)
}

3. 生成浮点数和多种类型

除了整数，math/rand 还支持生成 [0.0, 1.0) 范围内的浮点数：

• rand.Float64()：返回 0.0 ≤ n < 1.0 的 float64 数值
• rand.Float32()：同上，但返回 float32
• rand.NormFloat64()：服从标准正态分布的 float64
• rand.ExpFloat64()：服从指数分布的 float64

例如生成 0.0 到 5.0 之间的浮点数：

n := rand.Float64() * 5.0
fmt.Printf("%.2f\n", n)

4. 并发安全与全局共享问题

math/rand 的全局函数（如 Intn、Float64）使用一个默认的全局随机源，这个源在多协程环境下是并发安全的，但性能较低。如果对性能要求高，建议为每个 goroutine 创建独立的 Rand 实例。

自定义随机源示例：

r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
n := r.Intn(100)
fmt.Println(n)

基本上就这些。只要记得设置种子，就能避免重复序列。对于非加密用途，math/rand 足够简单高效。加密场景请改用 crypto/rand。

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