快捷導(dǎo)航

shell產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)七種方法的實(shí)現(xiàn)

更新時間：2020年12月09日 14:18:24 作者：jeppen

這篇文章主要介紹了shell產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)七種方法的實(shí)現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

一、問題

Shell下有時需要使用隨機(jī)數(shù)，在此總結(jié)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法。計算機(jī)產(chǎn)生的的只是“偽隨機(jī)數(shù)”，不會產(chǎn)生絕對的隨機(jī)數(shù)（是一種理想隨機(jī)數(shù)）。偽隨機(jī)數(shù)在大量重現(xiàn)時也并不一定保持唯一，但一個好的偽隨機(jī)產(chǎn)生算法將可以產(chǎn)生一個非常長的不重復(fù)的序列。

二、隨機(jī)數(shù)

1、生成隨機(jī)數(shù)的七種方法

（1）通過內(nèi)部系統(tǒng)變量（$RANDOM）

echo $RANDOM

生成0-32767之間的整數(shù)隨機(jī)數(shù)，若超過5位可以加個固定10位整數(shù)，然后進(jìn)行求余。

生成400000~500000的隨機(jī)數(shù)：

#!/bin/bash  
function rand(){ 
 min=$1 
 max=$(($2-$min+1)) 
 num=$(($RANDOM+1000000000)) #增加一個10位的數(shù)再求余 
 echo $(($num%$max+$min)) 
}  
rnd=$(rand 400000 500000) 
echo $rnd  
exit 0

（2）使用awk的隨機(jī)函數(shù)

awk 'BEGIN{srand();print rand()*1000000}' #可以加上if判斷

（3）openssl rand產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)

openssl rand 用于產(chǎn)生指定長度個bytes的隨機(jī)字符。-base64或-hex對隨機(jī)字符串進(jìn)行base64編碼或用hex格式顯示。

openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8 #八位字母和數(shù)字的組合，3a61800e
openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8  #八位數(shù)字，10784736

（4）通過時間獲得隨機(jī)數(shù)（date）

date +%s%N #生成19位數(shù)字，1287764807051101270
date +%s%N | cut -c6-13 #取八位數(shù)字，21793709
date +%s%N | md5sum | head -c 8 #八位字母和數(shù)字的組合，87022fda

生成1~50的隨機(jī)數(shù)：

#!/bin/bash 
 
function rand(){ 
 min=$1 
 max=$(($2-$min+1)) 
 num=$(date +%s%N) 
 echo $(($num%$max+$min)) 
}  
rnd=$(rand 1 50) 
echo $rnd  
exit 0

（5）通過系統(tǒng)內(nèi)唯一數(shù)據(jù)生成隨機(jī)數(shù)（/dev/random及/dev/urandom）

/dev/random存儲系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的環(huán)境的實(shí)時數(shù)據(jù)，可以看作系統(tǒng)某時候的唯一值數(shù)據(jù)，提供優(yōu)質(zhì)隨機(jī)數(shù)。

/dev/urandom是非阻塞的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，讀取時不會產(chǎn)生阻塞，速度更快、安全性較差的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

cat /dev/urandom | head -n 10 | md5sum | head -c 10  #32f1e953ac
cat /dev/urandom | strings -n 8 | head -n 1  #生成全字符的隨機(jī)字符串，08?WU$ZU
cat /dev/urandom | sed -e 's/[^a-zA-Z0-9]//g' | strings -n 8 | head -n 1 #生成數(shù)字加字母的隨機(jī)字符串，Ql2q9CXS，其中 strings -n設(shè)置字符串的字符數(shù)，head -n設(shè)置輸出的行數(shù)。
head-200/dev/urandom| cksum |cut-d" " -f1 #urandom的數(shù)據(jù)很多使用cat會比較慢，在此使用head讀200行，cksum將讀取文件內(nèi)容生成唯一的表示整型數(shù)據(jù)，cut以” “分割然后得到分割的第一個字段數(shù)據(jù)

（6）讀取linux的uuid碼

UUID碼全稱是通用唯一識別碼 (Universally Unique Identifier, UUID)，UUID格式是：包含32個16進(jìn)制數(shù)字，以“-”連接號分為五段，形式為8-4-4-4-12的32個字符。linux的uuid碼也是有內(nèi)核提供的，在/proc/sys/kernel/random/uuid這個文件內(nèi)。cat/proc/sys/kernel/random/uuid每次獲取到的數(shù)據(jù)都會不同。

 cat /proc/sys/kernel/random/uuid| cksum | cut -f1 -d" " #獲取不同的隨機(jī)整數(shù)，1675034933
 cat /proc/sys/kernel/random/uuid| md5sum | cut -c1-8 #數(shù)字加字母的隨機(jī)數(shù)，d69a7ebf

使用linux uuid 生成100~500隨機(jī)數(shù)：

#!/bin/bash 
function rand(){ 
 min=$1 
 max=$(($2-$min+1)) 
 num=$(cat /proc/sys/kernel/random/uuid | cksum | awk -F ' ' '{print $1}') 
 echo $(($num%$max+$min)) 
}  
rnd=$(rand 100 500) 
echo $rnd  
exit 0

（7）從元素池中隨機(jī)抽取取

pool=(a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10)
num=${#pool[*]}
result=${pool[$((RANDOM%num))]}

用于生成一段特定長度的有數(shù)字和字母組成的字符串，字符串中元素來自自定義的池子。

#!/bin/bash 
length=8 
i=1 
seq=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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 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) 
num_seq=${#seq[@]} 
 
while [ "$i" -le "$length" ] 
do 
 seqrand[$i]=${seq[$((RANDOM%num_seq))]} 
 let "i=i+1" 
done 
 
echo "The random string is:" 
for j in ${seqrand[@]} 
do 
 echo -n $j 
done 
echo

2、隨機(jī)數(shù)應(yīng)用

（1）隨機(jī)數(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用廣泛如計算機(jī)仿真模擬、數(shù)據(jù)加密、網(wǎng)絡(luò)游戲等，在登錄某些論壇或游戲時，系統(tǒng)會產(chǎn)生一個由隨機(jī)數(shù)字和字母組成的圖片，用戶必須正確輸入，這是防止惡意攻擊的很好的方法，因比較難破解圖片格式的字符。其關(guān)鍵技術(shù)就是產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，再使用ASP.NET等工具將這些字符串封裝成圖片格式以作為驗(yàn)證圖片。

（2）網(wǎng)絡(luò)游戲中也常利用隨機(jī)數(shù)完成一些功能，比如擲骰子、發(fā)撲克牌等。以下是連續(xù)擲1000次骰子，然后統(tǒng)計出1～6點(diǎn)的次數(shù)：

#!/bin/bash 
#RANDOM=$$ 
PIPS=6 
MAX=1000 
throw=1 
 
one=0 
two=0 
three=0 
four=0 
five=0 
six=0 
count() 
{ 
case "$1" in 
 0) let "one=one+1";; 
 1) let "two=two+1";; 
 2) let "three=three+1";; 
 3) let "four=four+1";; 
 4) let "five=five+1";; 
 5) let "six=six+1";; 
esac 
} 
 
while [ "$throw" -le "$MAX" ] 
do 
 let "dice=RANDOM % $PIPS" 
 count $dice 
 let "throw=throw+1" 
done 
 
echo "The statistics results are as follows:" 
echo "one=$one" 
echo "two=$two" 
echo "three=$three" 
echo "four=$four" 
echo "five=$five" 
echo "six=$six"

RANDOM產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)基本在平均值左右浮動（即方差較小）。

（3）批量創(chuàng)建10個系統(tǒng)帳號，密碼隨機(jī)

先看看指定用戶密碼的腳本：

#!/bin/bash 
#批量創(chuàng)建10個系統(tǒng)帳號并設(shè)置密碼，帳號和密碼相同 
for name in `seq -w 10` 
do 
 #非交互式的輸入密碼 
 useradd linux$name && echo "linux$name" | passwd --stdin linux$name 
done

10個用戶用戶名和密碼相同都從linux-01到linux-10，再看看用戶密碼隨機(jī)生成的腳本：

#!/bin/bash 
#批量創(chuàng)建10個系統(tǒng)帳號并設(shè)置密碼 
rm -f user.log 
for name in `seq -w 10` 
do 
 #非交互式的輸入隨機(jī)密碼 
 password=`echo $RANDOM | md5sum | cut -c1-8` 
 #可以使用password=`echo "date $RANDOM" | md5sum | cut -c3-11` 
 #也可以使用password=`penssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8` 
 useradd linux$name && echo password | passwd --stdin linux$name 
 echo -e "user=linux$name \t passwd=$password" >> user.log #保存用戶名密碼以查閱 
done

對比可以看出，隨機(jī)生成密碼的靈活性和保密性，管理員可以打開user.log文件，記錄剛創(chuàng)建的十個用戶的信息。