Bash 程式設計教學與範例：產生隨機亂數

介紹如何在 bash 指令稿中產生隨機的亂數資料。

產生隨機亂數

bash 中的 $RANDOM 是一個特殊的變數，每當這個變數被讀取時，就會自動產生一個隨機的亂數，而數值的範圍介於 0 與 32767 之間：

# 產生介於 0 到 32767 的亂數
echo $RANDOM

13342

限制亂數範圍

如果想要限制亂數的數值範圍，可將 $RANDOM 所產生的亂數加上一些簡單的數學運算，就可以自由調整數值的範圍，例如產生介於 0 到 9 的亂數：

# 產生介於 0 到 9 的亂數
echo $(( $RANDOM % 10 ))

2

產生介於 1 到 10 的亂數：

# 產生介於 1 到 10 的亂數
echo $(( $RANDOM % 10 + 1 ))

9

指定亂數種子

$RANDOM 所產生的亂數每次都不同，如果在程式的開發與除錯時，需要固定產生的亂數，可以在產生亂數之前，先設定亂數種子，這樣就可以確保每次執行都會產生相同的亂數序列，方便驗證程式的正確性：

# 指定亂數種子
RANDOM=123

# 產生亂數
echo $RANDOM

2877

亂數設備檔 /dev/urandom

除了使用 bash 內建的 $RANDOM 之外，我們也可以使用 Linux 系統上所提供的亂數設備檔 /dev/urandom 來產生亂數，這個設備檔會提供二進位的亂數資料，需要搭配 od 來產生亂數：

# 2 位元組，無號整數
od -vAn -N2 -tu2 < /dev/urandom

 23514

# 1 位元組，有號整數
od -vAn -N1 -td1 < /dev/urandom

 -125

# 4 位元組，有號整數
od -vAn -N4 -tu4 < /dev/urandom

 2675093016

自動指定亂數種子

如果希望更改 $RANDOM 預設的亂數種子，以下是兩種自動指定亂數種子的方式。

一種是從 /dev/urandom 取得亂數，然後作為亂數種子：

# 從 /dev/urandom 取得亂數
SEED=$(od -vAn -N2 -tu2 < /dev/urandom)

# 指定亂數種子
RANDOM=$SEED

# 產生亂數
echo $RANDOM

另外一種是以目前指令稿的行程 ID（process id）作為亂數種子：

# 以行程 ID 來指定亂數種子
RANDOM=$$

# 產生亂數
echo $RANDOM

參考資料：TLDP