用种子随机化 PHP 数组？

Question

我正在寻找一个可以在 PHP 中传递数组和种子并返回“随机”数组的函数。如果我再次传递相同的数组和相同的种子，我将得到相同的输出。

我已经尝试过这段代码

//sample array
$test = array(1,2,3,4,5,6);
//show the array
print_r($test);

//seed the random number generator
mt_srand('123');
//generate a random number based on that
echo mt_rand();
echo "\n";

//shuffle the array
shuffle($test);

//show the results
print_r($test);

但它似乎不起作用。关于最好的方法有什么想法吗？

这个问题围绕着这个问题，但它已经很老了，没有人提供关于如何做到这一点的实际答案： Can i randomize an array byproviding a Seed并得到相同的订单？ - “是” - 但如何呢？

更新

到目前为止的答案适用于 PHP 5.1 和 5.3，但不适用于 5.2。碰巧我想运行它的机器正在使用 5.2。

任何人都可以举一个不使用 mt_rand 的例子吗？它在 php 5.2 中被“破坏”，因为它不会根据相同的种子给出相同的随机数序列。请参阅 php mt_rand 页面 和 错误跟踪器 了解此问题。

Answer 1

抱歉，但根据
文档
随机播放功能会自动播种。

通常，您不应该尝试提出自己的算法来随机化事物，因为它们很可能存在偏见。 Fisher-Yates 算法 被认为既高效又公正：

function fisherYatesShuffle(&$items, $seed)
{
    @mt_srand($seed);
    for ($i = count($items) - 1; $i > 0; $i--)
    {
        $j = @mt_rand(0, $i);
        $tmp = $items[$i];
        $items[$i] = $items[$j];
        $items[$j] = $tmp;
    }
}

示例（PHP 5.5.9):

php > $original = array(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
php > $shuffled = (array)$original;
php > fisherYatesShuffle($shuffled, 0);
php > print_r($shuffled);
Array
(
    [0] => 6
    [1] => 0
    [2] => 7
    [3] => 2
    [4] => 9
    [5] => 3
    [6] => 1
    [7] => 8
    [8] => 5
    [9] => 4
)
php > $shuffled = (array)$original;
php > fisherYatesShuffle($shuffled, 0);
php > print_r($shuffled);
Array
(
    [0] => 6
    [1] => 0
    [2] => 7
    [3] => 2
    [4] => 9
    [5] => 3
    [6] => 1
    [7] => 8
    [8] => 5
    [9] => 4
)

Answer 2

您可以使用 array_multisort 按第二个数组 mt_rand 值：

$arr = array(1,2,3,4,5,6);

mt_srand('123');
$order = array_map(create_function('$val', 'return mt_rand();'), range(1, count($arr)));
array_multisort($order, $arr);

var_dump($arr);

这里 $order 是 mt_rand< 的数组/code> 相同的值长度为$arr。 array_multisort 对 $order 的值进行排序，并根据 $order 的值的顺序对 $arr 的元素进行排序代码>.

Answer 3

您遇到的问题是 PHP 附带了两个内置的随机数生成器。

shuffle() 命令不使用 mt_rand() 随机数生成器；它使用较旧的 rand() 随机数生成器。

因此，如果您希望 shuffle() 使用种子数字序列，则需要使用 srand() 而不是 mt_srand()< /代码>。

在大多数其他情况下，您应该使用 mt_rand() 而不是 rand()，因为它是更好的随机数生成器。

Answer 4

主要问题涉及两个部分。一是关于如何洗牌。另一个是关于如何为其添加随机性。

一个简单的解决方案

这可能是主要问题的最简单的答案。对于 PHP 脚本编写中的大多数情况来说这已经足够了。但并非全部（见下文）。

function /*array*/ seedShuffle(/*one dimentional array*/ $array, /*integer*/ $seed) {
    $tmp = array();
    for ($rest = $count = count($array);$count>0;$count--) {
        $seed %= $count;
        $t = array_splice($array,$seed,1);
        $tmp[] = $t[0];
        $seed = $seed*$seed + $rest;
    }
    return $tmp;
}

上述方法可以做到，即使它不会为所有可能的种子数组组合产生真正的随机洗牌。然而，如果你真的希望它是平衡的，我想 PHP 不应该是你的选择。

对于高级程序员来说更有用的解决方案

正如 André Laszlo 所说，随机化是一件棘手的事情。通常最好让一个专用的对象来处理它。我的观点是，在编写 shuffle 函数时，您不需要担心随机性。根据您希望随机播放的随机程度，您可能有许多 PseudoRandom 对象可供选择。因此，上面的内容可能如下所示：

abstract class PseudoRandom {
    protected abstract function /*integer*/ nextInt();
    public function /*integer*/ randInt(/*integer*/ $limit) {
        return $this->nextInt()%$limit;
    }
}

function /*array*/ seedShuffle($array, /*PseudoRandom Object*/ $rnd) {
    $tmp = array();
    $count = count($array);
    while($count>0) {
        $t = array_splice($array,$rnd->randInt($count--),1);
        $tmp[] = $t[0];
    }
    return $tmp;
}

现在，这个解决方案是我要投票支持的解决方案。它将洗牌代码与随机化代码分开。根据您需要的随机类型，您可以对 PseudoRandom 进行子类化，添加所需的方法和您喜欢的公式。
并且，由于相同的洗牌函数可以与多种随机算法一起使用，因此一种随机算法可以在不同的地方使用。

Answer 5

在最近的 PHP 版本中，植入 PHP 内置 rand() 和 mt_rand() 函数不会每次都给出相同的结果。我不清楚这样做的原因（如果每次结果都不同，为什么你要为该函数提供种子。）无论如何，似乎唯一的解决方案是 编写您自己的随机函数

class Random {

    // random seed
    private static $RSeed = 0;

    // set seed
    public static function seed($s = 0) {
        self::$RSeed = abs(intval($s)) % 9999999 + 1;
        self::num();
    }

    // generate random number
    public static function num($min = 0, $max = 9999999) {
        if (self::$RSeed == 0) self::seed(mt_rand());
        self::$RSeed = (self::$RSeed * 125) % 2796203;
        return self::$RSeed % ($max - $min + 1) + $min;
    }
}

用法：

// set seed
Random::seed(42);

// echo 10 numbers between 1 and 100
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
    echo Random::num(1, 100) . '<br />';
}

上面的代码每次运行时都会输出以下序列：

76
86
14
79
73
2
87
43
62
7

只需更改种子即可获得完全不同的“随机数” 顺序

Answer 6

该变体也适用于 PHP 7.2 版本，因为 php 函数 create_function 在最新的 php 版本中已被弃用。

mt_srand($seed);

$getMTRand = function () {
    return mt_rand();
};

$order = array_map($getMTRand, range(1, count($array)));
array_multisort($order, $array);
return $array;

Answer 7

我想这可以完成工作：

    function choose_X_random_items($original_array , $number_of_items_wanted = -1 , $seed = FALSE ){

//save the keys
foreach ($original_array as $key => $value) {

    $original_array[$key]['key_memory'] = $key;

}

$original_array = array_values($original_array);
$results = array();
if($seed !== FALSE){srand($seed);}
$main_random = rand();
$random = substr($main_random,0,( $number_of_items_wanted == -1 ? count($original_array) : min($number_of_items_wanted,count($original_array)) ));
$random = str_split($random);

foreach ($random AS $id => $value){


    $pick = ($value*$main_random) % count($original_array);
    $smaller_array[] = $original_array[$pick];
    unset($original_array[$pick]);
        $original_array = array_values($original_array);

}


//retrieve the keys
foreach ($smaller_array as $key => $value) {

    $smaller_array[$value['key_memory']] = $value;
    unset($smaller_array[$value['key_memory']]['key_memory']);
    unset($smaller_array[$key]);

}

return $smaller_array;

}

为了不限制结果数组，将 $number_of_items_wanted 设置为 -1
为了不使用种子，请将 $seed 设置为 FALSE

Answer 8

在保持关键索引的同时进行种子洗牌：

function seeded_shuffle(array &$items, $seed = false) {
    
    mt_srand($seed ? $seed : time());
    
    $keys = array_keys($items);
    $items = array_values($items);
    
    for ($i = count($items) - 1; $i > 0; $i--) {
        $j = mt_rand(0, $i);
        list($items[$i], $items[$j]) = array($items[$j], $items[$i]);
        list($keys[$i], $keys[$j]) = array($keys[$j], $keys[$i]);
    }
    
    $items = array_combine($keys, $items);
}

Answer 9

一个简单的解决方案：

$pool = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
$seed = 'foo';

$randomIndex = crc32($seed) % count($pool);
$randomElement = $pool[$randomIndex];

它可能不像 Fisher Yates shuffle，但我发现它给了我足够多的熵来满足我的需要。

Answer 10

根据@Gumbo、@Spudley、@AndreyP 的回答，它的工作原理如下：

$arr = array(1,2,3,4,5,6);

srand(123); //srand(124);
$order = array_map(function($val) {return rand();}, range(1, count($arr)));
array_multisort($order, $arr);

var_dump($arr);

Answer 11

自制函数，使用crc32（注意：也返回负值（https ://www.php.net/manual/en/function.crc32.php））

$sortArrFromSeed = function($arr, $seed){
    $arrLen = count($arr);
    $newArr = [];
    
    $hash = crc32($seed); // returns hash (0-9 numbers)
    $hash = strval($hash);
    while(strlen($hash) < $arrLen){
    $hash .= $hash;
    }
    
    for ($i=0; $i<$arrLen; $i++) {
        $index = (int) $hash[$i] * (count($arr)/9); // because 0-9 range  
        $index = (int) $index; // remove decimal
        if($index !== 0) $index--;
    
        array_push($newArr, $arr[$index]);
        unset($arr[$index]);
        $arr = array_values($arr);
    }
    return $newArr;
};


// TESTING
$arr = ['a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y','z'];
$arr = $sortArrFromSeed($arr,'myseed123');
echo '<pre>'.print_r($arr,true).'</pre>';

Answer 12

这对我来说似乎是最简单的......

srand(123);
usort($array,function($a,$b){return rand(-1,1);});