隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生原理與實(shí)現(xiàn)

下載本節(jié)例子程序和源代碼 (3.91 KB)

隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生在病毒中占有十分重要的地位，尤其是在變形引擎中，沒有它就不成事了……因此，今天就讓我們來探討一下如何產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)。

首先值得說明的是，要產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，方法有很多種，例如混沌和分形理論（原理比較復(fù)雜，但是公式卻異常簡(jiǎn)單，將來有空的話我會(huì)介紹一下）……但是這些方法的缺點(diǎn)是計(jì)算難度大，需要花費(fèi)的時(shí)間多，有沒有一種實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單的方法呢？

答案是肯定的。我們先來看一條數(shù)學(xué)公式：

Rand_Number = (Rand_Seed * X + Y) mod Z

利用這條公式，我們就可以生成一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)了?？墒菫槭裁词?#8220;偽隨機(jī)數(shù)”呢？因?yàn)閷?shí)際上要保證每次生成的隨機(jī)數(shù)都不同，那是不太可能的，我們唯一能做到的只能是盡量使每次生成的數(shù)字與前面的不同，并且盡量使生成的數(shù)字均勻分布在指定的范圍內(nèi)。

上面的這條公式就能滿足這兩點(diǎn)。至于為什么……呵呵，我也不懂，因?yàn)樗鼱可娴绞謴?fù)雜的數(shù)學(xué)求證過程，我們只需要知道如何應(yīng)用就成了：

Rand_Seed 表示隨機(jī)數(shù)種子，注意這個(gè)“種子”必須每次都不同，我們可以簡(jiǎn)單地利用 GetTickCount() 這個(gè) API 來獲得不同的數(shù)字，當(dāng)然，你也可以用別的方法來取得，例如讀取當(dāng)前鼠標(biāo)的坐標(biāo)等等……

X、Y必須至少有一個(gè)為素?cái)?shù)。什么叫素?cái)?shù)？Hoho，讓我們來翻翻小學(xué)課本……素?cái)?shù)就是除了 1 和它本身，不能被其他數(shù)整除的數(shù)字。在這里我們可以簡(jiǎn)單地給 X、Y 賦值 23 和 7 ，其實(shí)別的素?cái)?shù)也行，我只是隨便取了這兩個(gè)數(shù)字。

最后，Z 也應(yīng)該是一個(gè)素?cái)?shù)，這樣才能保證產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)能得到上限的值。不過我在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這個(gè) Z 不一定要準(zhǔn)確地為素?cái)?shù)。Why? I also don’t know...

總結(jié)一下，利用以上的公式，我們可以編寫匯編代碼如下：

iRand   proc uses ecx edx first:DWORD, second:DWORD     invoke GetTickCount ; 取得隨機(jī)數(shù)種子，當(dāng)然，可用別的方法代替     mov ecx, 23         ; X = ecx = 23     mul ecx             ; eax = eax * X     add eax, 7          ; eax = eax + Y （Y = 7）     mov ecx, second     ; ecx = 上限     sub ecx, first      ; ecx = 上限 - 下限     inc ecx             ; Z = ecx + 1 （得到了范圍）     xor edx, edx        ; edx = 0     div ecx             ; eax = eax mod Z （余數(shù)在edx里面）     add edx, first      ; 修正產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的范圍     mov eax, edx        ; eax = Rand_Number     ret iRand   endp

然后用以下語句調(diào)用：

invoke iRand, 1, 100

這樣就產(chǎn)生了一個(gè)在 1 和 100 之間的隨機(jī)數(shù)啦。

是不是很簡(jiǎn)單呢？最后我再給出一個(gè)利用本代碼的例子，演示如何生成隨機(jī)數(shù)：

;********************************************************* ;程序名稱：隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生原理與實(shí)現(xiàn) ;作者：羅聰 ;日期：2002-11-21 ;出處：http://www.LuoCong.com（老羅的繽紛天地） ;注意事項(xiàng)：如欲轉(zhuǎn)載，請(qǐng)保持本程序的完整，并注明： ;轉(zhuǎn)載自“老羅的繽紛天地”（http://www.LuoCong.com） ;********************************************************* .386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc include \masm32\include\user32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib includelib \masm32\lib\user32.lib WndProc         proto :DWORD, :DWORD, :DWORD, :DWORD iRand           proto :DWORD, :DWORD .const IDC_BUTTON_GENERATE equ 3000 IDC_EDIT_FIRST      equ 3001 IDC_EDIT_SECOND     equ 3002 .data szDlgName           db  "lc_dialog", 0 szCaption           db  "Rand Number Generator by LC", 0 szText              db  255 dup(0) szTemplate          db  "(%d ~ %d)隨機(jī)數(shù)：", 13, 10, 13, 10,\                         "         %d", 13, 10, 13, 10,\                         "老羅的繽紛天地", 13, 10,\                         "http://www.LuoCong.com", 0 nFirst              dd  0 nSecond             dd  0 .code main:     invoke GetModuleHandle, NULL     invoke DialogBoxParam, eax, offset szDlgName, 0, WndProc, 0     invoke ExitProcess, eax WndProc proc hWnd:HWND, uMsg:UINT, wParam:WPARAM, lParam:LPARAM     LOCAL hEdit: HWND     .if uMsg == WM_CLOSE         invoke EndDialog, hWnd, 0              .elseif uMsg == WM_COMMAND         mov eax, wParam         mov edx, eax         shr edx, 16         movzx eax, ax         .if edx == BN_CLICKED             .if eax == IDCANCEL                 invoke EndDialog, hWnd, NULL             .elseif eax == IDC_BUTTON_GENERATE || eax == IDOK                 ;獲得上限：                 invoke GetDlgItemInt, hWnd, IDC_EDIT_FIRST, NULL, TRUE                 mov nFirst, eax                 ;獲得下限：                 invoke GetDlgItemInt, hWnd, IDC_EDIT_SECOND, NULL, TRUE                 mov nSecond, eax                 ;產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)：                 invoke iRand, nFirst, nSecond                 ;輸出：                 invoke wsprintf, addr szText, addr szTemplate, nFirst, nSecond, eax                 invoke MessageBox, hWnd, addr szText, addr szCaption, MB_OK or MB_ICONINFORMATION             .endif         .endif     .else         mov eax, FALSE         ret     .endif     mov eax, TRUE     ret WndProc endp ;********************************************************************** ; 函數(shù)功能：產(chǎn)生范圍從 first 到 second 的隨機(jī)數(shù) ; 傳入?yún)?shù)： ;           first  = 下限 ;           second = 上限 ; 返回參數(shù)： ;           eax = Rand_Number ; 所用公式： ;           Rand_Number = (Rand_Seed * X + Y) mod Z ; 補(bǔ)充說明： ;           (1)本例中用 GetTickCount 來取得隨機(jī)數(shù)種子， ;              在實(shí)際應(yīng)用中，可用別的方法代替。 ;           (2)要產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，X和Y其中之一必須是素?cái)?shù)， ;              所以 X = 23, Y = 7（可用別的素?cái)?shù)代替） ;********************************************************************** iRand   proc uses ecx edx first:DWORD, second:DWORD     invoke GetTickCount ; 取得隨機(jī)數(shù)種子，當(dāng)然，可用別的方法代替     mov ecx, 23         ; X = ecx = 23     mul ecx             ; eax = eax * X     add eax, 7          ; eax = eax + Y （Y = 7）     mov ecx, second     ; ecx = 上限     sub ecx, first      ; ecx = 上限 - 下限     inc ecx             ; Z = ecx + 1 （得到了范圍）     xor edx, edx        ; edx = 0     div ecx             ; eax = eax mod Z （余數(shù)在edx里面）     add edx, first      ; 修正產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的范圍     mov eax, edx        ; eax = Rand_Number     ret iRand   endp end main ;********************   over    ******************** ;by LC

它的資源文件：

#include "resource.h" #define IDC_BUTTON_GENERATE 3000 #define IDC_EDIT_FIRST      3001 #define IDC_EDIT_SECOND     3002 #define IDC_STATIC          -1 LC_DIALOG DIALOGEX 10, 10, 210, 60 STYLE DS_SETFONT | DS_CENTER | WS_MINIMIZEBOX | WS_VISIBLE | WS_CAPTION | WS_SYSMENU CAPTION "Rand Number Generator by LC, 2002-11-21" FONT 8, "MS Sans Serif" BEGIN     LTEXT           "Please input the range below:", IDC_STATIC, 5, 5, 200, 10     RTEXT           "From:", IDC_STATIC, 10, 20, 20, 10     EDITTEXT        IDC_EDIT_FIRST, 30, 20, 70, 10, ES_AUTOHSCROLL | NOT WS_BORDER, WS_EX_STATICEDGE     RTEXT           "To:", IDC_STATIC, 110, 20, 20, 10     EDITTEXT        IDC_EDIT_SECOND, 130, 20, 70, 10, ES_AUTOHSCROLL | NOT WS_BORDER, WS_EX_STATICEDGE     DEFPUSHBUTTON   "Generate(&G)", IDC_BUTTON_GENERATE, 70, 40, 50, 13, BS_FLAT | BS_CENTER END