你好呀,我是歪歪。
我最近在 stackoverflow 上看到一段代码,怎么说呢。
就是初看一脸懵逼,看懂间接跪下!
我先带你看看 stackoverflow 上的这个问题是啥,而后引出这段代码:
https://stackoverflow.com/que…
问题特地简略,就一句话:
谁能给我解释一下:为什么这段代码应用随机字符串打印出了 hello world?
代码也很简略,我把它拿进去给你跑一下:
public class MainTest {public static void main(String[] args) {System.out.println(randomString(-229985452) + " " + randomString(-147909649));
}
public static String randomString(int i) {Random ran = new Random(i);
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while (true) {int k = ran.nextInt(27);
if (k == 0)
break;
sb.append((char) ('`' + k));
}
return sb.toString();}
}
下面的代码你也能够间接粘贴到你的运行环境中跑一下,看看是不是也输入的 hello world:
我就问你:即便代码都给你了,第一眼看到 hello world 的时候你懵不懵逼?
高赞答复
高赞答复也特地简略,就这么两句话。
我给你翻译一下,这个哥们说:
当咱们调用 Random 的构造方法时,给定了一个“种子”(seed)参数。比方本例子中的:-229985452 或 -147909649。
那么 Random 将从指定的种子值开始生成随机数。
而每个用雷同的种子结构的 Random 对象,都会依照产生雷同的模式产生数字。
没看的太明确,对不对?
没关系,我给你上一段代码,你就能豁然开朗下面这一段说的是啥事:
public static void main(String[] args) {randomString(-229985452);
System.out.println("------------");
randomString(-229985452);
}
private static void randomString(int i) {Random ran = new Random(i);
System.out.println(ran.nextInt());
System.out.println(ran.nextInt());
System.out.println(ran.nextInt());
System.out.println(ran.nextInt());
System.out.println(ran.nextInt());
}
这段代码,在我的机器上运行后果是这样的:
你拿过来跑,你的运行后果也肯定是这样的。
这是为什么呢?
答案就在 Javadoc 上写着的:
如果用雷同的种子创立了两个 Random 的实例,并且对每个实例进行了雷同的办法调用序列,那么它们将生成并返回雷同的数字序列。
在下面的代码中两个 -229985452
就是雷同的种子,而三次 nextInt()
调用,就是雷同的调用序列。
所以,他们生成并返回雷同的、看起来是随机的数字。
而咱们失常在程序外面的用法应该是这样的:
在 new Random() 的时候,不会去指定一个值。
咱们都晓得 Random 是一个伪随机算法,而构建的时候指定了 seed 参数的就是一个更加伪的伪随机算法了。
因为如果我能够揣测出你的 seed 的话,或者你的 seed 泄露了,那么实践上我就能够揣测出你随机数生成序列。
这个我曾经在后面的代码中演示了。
再看看问题
在后面略微解释了“seed”的要害之处之后,咱们再回过头去品一品这个问题,大略就能看出点端倪了。
次要看这个循环外面的代码。
首先 nextInt(27) 就限定了,以后返回的数 k 肯定是在 [0,27) 之间的一个数字。
如果返回 0,那么循环完结,如果不为零。则做一个类型转换。
接下来就是一个 char 类型的强制转换。
看到数字转 char 类型,就应该条件反射的想到 ascii 码:
从 ascii 码 表中,咱们能够到“96”就是这里的这个符号:
所以,上面这个代码的范畴就是 [96+1,96+26]:
‘`’ + k
也就是 [97,122],即对应 ascii 码的 a-z。
所以,我带你再把下面的演示代码拆解一下。
首先 new Random(-229985452).nextInt(27) 的前五个返回是这样的:
而 new Random(-147909649).nextInt(27) 的前五个返回是这样的:
所以,对照着 ascii 码表看,就能看出其对应的字母了:
8 + 96 = 104 –> h
5 + 96 = 101 –> e
12 + 96 = 108 –> l
12 + 96 = 108 –> l
15 + 96 = 111 –> o
23 + 96 = 119 –> w
15 + 96 = 111 –> o
18 + 96 = 114 –> r
12 + 96 = 108 –> l
4 + 96 = 100 –> d
当初,对于这一段谜一样的代码为什么输入了“hello world”的起因,心里是不是拨开云雾见青天,心里跟明镜儿似的。
看穿了,也就是一个小把戏而已。
而后这个问题上面还有个评论,让我看到了另外一种打开方式:
你能指定打印出 hello world,那么实践上我也能指定打出其余的单词。
比方这个老哥就打了一个短语:the quick browny fox jumps over a lazy dog.
如果从字面上直译过去,那么就是“麻利的棕色狐狸跨过懒狗”,如同也是狗屁不通的样子。
然而,你晓得的,我的 English 程度是比拟 high 的,一眼就看出这个短语在这里必定不简略。
于是查了一下:
果然是有点故事的,属于 tricks in tricks。
你看学沙雕技术的时候还顺便丰盛了本人的英语技能,一举多得,这一会还不得在文末给我点个赞、点个“在看”啥的?
看完这个老哥的 quick brown fox 示例之后,我又有一点新想法了。
既然它能把所有的字母都打进去,那我是不是也能把我想要的特定的短语也打进去呢?
比方 i am fine thank you and you 这样的货色。
而查找指定单词对应的 seed 这样的性能的代码,在这个问题的答复中,曾经有“坏事之人”帮咱们写进去了。
我就间接粘过去,你也能够间接拿去就用:
public static long generateSeed(String goal, long start, long finish) {char[] input = goal.toCharArray();
char[] pool = new char[input.length];
label:
for (long seed = start; seed < finish; seed++) {Random random = new Random(seed);
for (int i = 0; i < input.length; i++)
pool[i] = (char) (random.nextInt(27) + '`');
if (random.nextInt(27) == 0) {for (int i = 0; i < input.length; i++) {if (input[i] != pool[i])
continue label;
}
return seed;
}
}
throw new NoSuchElementException("Sorry :/");
}
那么我要找后面提到的短语,就很简略了:
而且运行的时候我显著感觉到,在搜寻“thank”这个单词的时候,花了很多工夫。
为什么?
我给你讲一个故事啊,只有一句话,你必定听过:
只有工夫足够漫长,猴子都能敲出一部《莎士比亚》。
咱们这里 generateSeed 办法,就相当于这个猴子。而 thank 这个单词,就是《莎士比亚》。
在 generateSeed 办法外面,通过 26 个字母一直的排列组合,总是能排列出“thank”的,只是工夫长短而已。
单词越长,须要的工夫就越长。
比方我来个 congratulations,这么长的单词,我从 00:05 分,跑了 23 个小时都还没跑进去:
然而实践上来讲只有有足够长的工夫,这个 seed 肯定会被找到。
至此,你应该齐全明确了为什么后面提到的那段代码,应用随机字符串的形式打印出了 hello world。
源码
你认为我要带你读源码?
不是的,我次要带你吃瓜。
首先,看一下的 Random 无参构造函数:
好家伙,原来也是套个了个“无参”的壳而已,实际上还是本人搞了一个 seed,而后调用了有参构造方法。
只是它构建的时候退出了“System.nanoTime()”这个变量,让 seed 看起来随机了一点而已。
等等,后面不是还有一个“seedUniquifier”办法吗?
这个办法是这样的:
好家伙,看到第一眼的时候我头都大了,这外面有两个“魔法数”啊:
181783497276652981L
8682522807148012L
这玩意也看不懂啊?
遇事不决,stackoverflow。
一搜就能找到这个中央:
https://stackoverflow.com/que…
在这个问题外面,他说他对这两个数字也感到很懵逼,网上找了一圈,相干的材料十分的少。然而找到一个论文,外面提到了其中一个很靠近的“魔数”:
论文中提到的数是这样的:
看到没有?
这 Java 源码中的数字后面少了一个“1”呀,咋回事呢,该不会是拷贝的时候弄错了吧?
上面的一个高赞答复是这样的:
“看起来的确像是拷错了。”
有点意思,你要说这是写 Java 源码的老哥 copy 代码的时候手抖了,我就来劲了。
马上去 Java Bug 的页面上拿着那串数字搜一下,还真有意外播种:
https://bugs.openjdk.java.net…
在这个 bug 的形容外面,他让我留神到了源码的这个中央:
原来这个中央的正文代表着一个论文呀,那么这个论文外面必定就藏着这个数的起源。
等等,我怎么感觉这个论文的名字有点像眼生啊?
后面 stackoverflow 中提到的这个链接,点进去就是一个论文地址:
你看看这个论文的名称和 Java 这里的正文是不是说的一回事呀:
那必须是一回事啊,只是一个小写一个大写而已。
所以,到这里实锤了,的确是最开始写 Java 这块源码的老哥 copy 数字的时候手抖了,少 copy 了一个“1”。
而且我甚至都能设想到过后写这部分源码的时候,那个老哥把“1181783497276652981”这个数字粘过去,发现:哎,这后面怎么有两个 1 啊,整反复了,删除了吧。
至于把这个“1”删除了之后,会带来什么问题呢?
反正这里关联了一个问题,说的是:并发调用 new Random() 的随机性不够大。
这我就没去钻研了,有趣味能够去看看,我只负责带你吃瓜。
所以,基于这个“瓜”,官网批改了一次这个代码:
刚好我这里有 JDK 15 和 JDK 8 版本的代码,我去看了一下,还真是差了一个“1”:
而且对于随机数,当初个别很少用 Random 了吧。
间接就是上 ThreadLocalRandom 了,它不香吗?
什么,你说不会?