用种子随机化 PHP 数组？

Question

我正在寻找一个函数，我可以在 PHP 中传递一个数组和一个种子并取回一个“随机”数组。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。

我试过这段代码

//样本数组 $test = 数组（1,2,3,4,5,6）； //显示数组 print_r($test); //种子随机数生成器 mt_srand('123'); //根据它生成一个随机数 回声 mt_rand(); 回声“\n”； //打乱数组 洗牌（$测试）； //显示结果 print_r($test);

但它似乎不起作用。对最好的方法有什么想法吗？

这个问题绕着这个问题跳舞，但它已经过时了，没有人提供关于如何做到这一点的实际答案：Can i randomize an array by providing a seed and get the same order? - “是” - 但是如何？

更新

到目前为止，答案适用于 PHP 5.1 和 5.3，但不适用于 5.2。恰好我要运行它的机器使用的是 5.2。

谁能在不使用 mt_rand 的情况下举个例子？它在 php 5.2 中被“破坏”了，因为它不会基于相同的种子给出相同的随机数序列。请参阅php mt_rand page 和bug tracker 了解此问题。

Answer 1

对不起，但据the documentation shuffle 函数是自动播种的。

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 algorithm 以高效和公正而著称：

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mt_rand 值数组对数组值进行排序：

$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);

这里的$order 是一个由mt_rand 值组成的数组，其长度与$arr 相同。 array_multisort对$order的值进行排序，$arr的元素按照$order的值排序。

Answer 3

您遇到的问题是 PHP 内置了两个随机数生成器。

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() 使用种子编号序列，则需要使用 srand() 而不是 mt_srand() 为较旧的随机发生器设置种子。

在大多数其他情况下，您应该使用mt_rand() 而不是rand()，因为它是一个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。另一个是关于如何给它添加随机性。

一个简单的解决方案

这可能是对主要问题的最简单答案。对于 PHP 脚本中的大多数情况，这已经足够了。但不是全部（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，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。但是，如果你真的希望它是平衡的，我想 PHP 不应该是你的选择。

对高级程序员更有用的解决方案

正如 André Laszlo 所说，随机化是一项棘手的工作。通常最好让专用对象处理它。我的观点是，当您编写 shuffle 函数时，您不必担心随机性。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，我会投票支持这个解决方案。它将随机码与随机码分开。根据您需要的随机类型，您可以将 PseudoRandom 子类化，添加所需的方法和您喜欢的公式。 并且，由于同一个shuffle函数可以和很多随机算法一起使用，所以一个随机算法可以用在不同的地方。

Answer 5

在最近的 PHP 版本中，植入 PHP 内置 rand() 和 mt_rand() 函数不会每次都给您相同的结果。我不清楚其原因（如果每次结果都不同，为什么还要为函数播种。）无论如何，似乎唯一的解决方案是write your own random function

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都会输出以下序列：

76
86
14
79
73
2
87
43
62
7

只需更改种子以获得完全不同的“随机”序列

Answer 6

也适用于 PHP 7.2 版本的变体，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

我想这可以完成这项工作：

    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 那样随机，但我发现它给了我足够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

这对我来说似乎是最简单的......

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