在 Swift 中调用不同程度的 arc4random 随机性？

Question

这可能是一个相当愚蠢的问题。我想知道在 Swift 中使用 arc4random_uniform 是否可以实现不同的细微差别/随机性程度。这是一个例子：

let number = arc4random_uniform(10) + 1
print(number)

在这种情况下，将随机打印一个从 1 到 10 的数字。但是有没有办法可以将随机结果重复 2 到 3 次？结果会是这样的：

1, 1, 6, 6, 6, 3, 3, 8, 8, 9, 9, 9 ...

// 1) Randomly selected and 2) repeated 2 to 3 times randomly.

也许我可能会同时使用两个 arc4random_uniform 函数，但无法正确表达它们。如果您能给我一些建议，将不胜感激。

Answer 1

为此，您需要生成两个值：随机的value 和repeatCount。此外，您需要记住这两个值，以便您可以重复 value。您可以使用自定义类来做到这一点：

class RandomWithRepeats {
    var range: ClosedRange<Int>
    var repeatRange: ClosedRange<Int>
    var repeatCount = 0
    var value = 0

    init(range: ClosedRange<Int>, repeatRange: ClosedRange<Int>) {
        self.range = range
        self.repeatRange = repeatRange
    }

    // generate a random number in a range
    // Just use Int.random(in:) with Swift 4.2 and later
    func random(in range: ClosedRange<Int>) -> Int {
        return Int(arc4random_uniform(UInt32(range.upperBound - range.lowerBound + 1))) + range.lowerBound
    }

    func nextValue() -> Int {
        // if repeatCount is 0, its time to generate a new value and
        // a new repeatCount
        if repeatCount == 0 {
            // For Swift 4.2, just use Int.random(in:) instead
            value = self.random(in: range)
            repeatCount = self.random(in: repeatRange)
        }

        repeatCount -= 1
        return value
    }
}

示例：

let rand = RandomWithRepeats(range: 1...10, repeatRange: 2...3)

// generate 20 random repeated numbers    
for _ in 1...20
{
    print(rand.nextValue(), terminator: " ")
}

6 6 6 8 8 8 10 10 10 2 2 9 9 5 5 8 8 8 5 5 

Answer 2

关于随机数生成器的细微差别：查看GKRandomSource。

您在这里所做的并不是真正减少随机性，或者修改随机数生成器中的参数。您只是对一组随机整数应用一个操作（带有一个随机参数）。

extension Collection {

    func duplicateItemsRandomly(range: CountableClosedRange<Int>) -> [Element] {

        return self.reduce(into: [Element](), { (acc, element) in

            let distance = UInt32(range.upperBound - range.lowerBound + 1)
            let count = Int(arc4random_uniform(distance) + UInt32(range.lowerBound))
            let result = Array.init(repeating: element, count: count)
            acc.append(contentsOf: result)
        })
    }
}

let sequence = [1, 6, 3, 8, 9]
sequence.duplicateItemsRandomly(range: 2...3) 
// [1, 1, 6, 6, 6, 3, 3, 3, 8, 8, 8, 9, 9, 9]

P.S：如果您在 Swift 4.2 中编写此代码，请使用 Int.random(in:)。

Answer 3

我建议自定义Sequence：

class RepeatingRandomSequence : Sequence {
    let rangeLow, rangeSpan : UInt32
    let repeatLow, repeatSpan : UInt32

    init(range:Range<UInt32>, count:Range<UInt32>) {
        rangeLow = range.lowerBound
        rangeSpan = range.upperBound - range.lowerBound + 1
        repeatLow = count.lowerBound
        repeatSpan = count.upperBound - count.lowerBound + 1
    }

    func makeIterator() -> AnyIterator<UInt32> {
        var count : UInt32 = 0
        var value : UInt32 = 0

        return AnyIterator {
            if(count <= 0) {
                count = arc4random_uniform(self.repeatSpan) + self.repeatLow
                value = arc4random_uniform(self.rangeSpan) + self.rangeLow
            }

            defer { count = count - 1 }

            return value
        }
    }
}

let sequence = RepeatingRandomSequence(range: 0..<10, count: 2..<3)
let randoms = sequence.makeIterator()

请注意，迭代器randoms 现在使用randoms.next() 生成一个无限的随机数序列，因为该序列是无限的，所以很多东西并不是特别有用，例如sort、map 等。你可以但是像这样使用它：

for value in random {
    print(value)
    if(value == 9) {  // or any other termination condition
        break
    }
}

或者更传统的，如：

(0..<10).forEach { _ in
    print(String(describing: random.next()))
}