В чем разница между использованием mt_rand($min, $max)
и rand($min, $max)
относительно скорости?
Поскольку PHP 7.1 mt_rand
полностью заменил rand
, и rand
был сделан псевдоним для mt_rand
. В ответе ниже рассматриваются различия между двумя функциями для более старых версий и причины введения mt_rand
.
mt_rand
! Функция rand
существовала до mt_rand
, но она была глубоко ошибочной. PRNG должен получить некоторую энтропию, число, из которого оно генерирует последовательность случайных чисел. Если вы распечатаете список из десяти чисел, которые были созданы rand()
например:
for ($i=0;$i<10;++$i) echo rand(), PHP_EOL;
Вывод может использоваться для определения того, что такое семя rand
, и с его помощью вы можете предсказать следующие случайные числа. Есть инструменты, которые делают это, поэтому google немного и протестируйте его.
Есть также проблема с rand
релятививно быстро показывает шаблоны в своих случайных числах, как показано здесь . Проблема mt_rand
похоже, тоже намного лучше.
mt_rand
использует лучший алгоритм рандомизации (Mersenne Twist), который требует большего количества случайных чисел до того, как семя может быть определено и быстрее. Это не означает, что mt_rand
по определению быстрее, чем rand
, это означает, что способ генерации чисел быстрее и, по-видимому, не оказывает реального влияния на производительность функции, как показали другие ответы.
В любом случае, посмотрите на mt_srand
и srand
docs . Я уверен, что они будут содержать дополнительную информацию
Если алгоритм mt_rand
переводится с увеличением производительности, то это здорово для вас, но это счастливое совпадение. TL; TR:
mt_rand
был введен для устранения проблем, существующих в rand
!
rand()
иsrand()
теперь были сделаны aliases дляmt_rand()
иmt_srand()
соответственно. Это означает, что выходные данные для следующих функций имеют изменения:rand()
,shuffle()
,str_shuffle()
иarray_rand()
.
Это означает, что с версии 7.1 нет никакой практической разницы между обоими из них, потому что rand
вызывает mt_rand
внутренне .
Использование rand()
не является плохой практикой, если оно не используется для целей безопасности, я обычно использую rand()
(привычка?).
Если вам нужно огромное количество случайных чисел, вам понадобится mt_rand
вместо rand
. mt_rand
имеет период 2 19937 – 1, намного лучше, чем rand
(2 32 ). Взгляните на эту статью о генерации графического шаблона с использованием rand
и mt_rand
.
Периодичность и энтропия – единственные причины использования mt_rand()
вместо rand()
а не улучшения безопасности или скорости.
Математически mt_rand
имеют большую энтропию и большую периодичность, чем rand
(2 19937 -1 против 2 32 ).
Если вам нужны несколько случайных чисел, а безопасность не проблема, rand
выполнит эту работу (получите случайное число, чтобы решить, как запустить процесс очистки).
На практике нет большой разницы в скорости между двумя функциями (возможно, потому, что накладные расходы на PHP⇔C?).
Код проверки PHP:
<?php for ($c = 0; $c < 3; $c++) { $start = microtime(true); $sum = 0.0; for ($i = 0; $i < 100000000; $i++) { $sum += rand(); } printf('[rand %d] Time: %.3f s%s', $c, microtime(true) - $start, PHP_EOL); } for ($c = 0; $c < 3; $c++) { $start = microtime(true); $sum = 0.0; for ($i = 0; $i < 100000000; $i++) { $sum += mt_rand(); } printf('[mt_rand %d] Time: %.3f s%s', $c, microtime(true) - $start, PHP_EOL); }
Тесты в PHP 7.0.19:
$ php timing.php [rand 0] Time: 4.658 s [rand 1] Time: 4.664 s [rand 2] Time: 4.654 s [mt_rand 0] Time: 4.267 s [mt_rand 1] Time: 4.255 s [mt_rand 2] Time: 4.261 s
Тесты в PHP 5.4.45 (медленная машина):
$ php timing.php [rand 0] Time: 10.862 s [rand 1] Time: 10.889 s [rand 2] Time: 10.615 s [mt_rand 0] Time: 10.948 s [mt_rand 1] Time: 9.883 s [mt_rand 2] Time: 10.190 s
Только 6-9%, а не 400%.
Но если вашему приложению требуется много энтропии, потому что проблемы безопасности, вам понадобится более безопасный способ, и openssl_random_pseudo_bytes()
возможно, является лучшим решением, делает свою работу (гораздо лучше, но медленнее? Нам нужна безопасность по скорости?), Полагаясь на openssl связанных с этим .
Ни rand()
ни mt_rand()
являются достаточно безопасными :
Внимание. Эта функция не генерирует криптографически защищенные значения и не должна использоваться для криптографических целей. Если вам требуется криптографически безопасное значение,
openssl_random_pseudo_bytes()
вместо этого использоватьrandom_int()
,random_bytes()
илиopenssl_random_pseudo_bytes()
.
Существуют расширения PHP, такие как random_compat
, но я не рекомендовал их использовать, если это не нужно.
Руководство PHP по mt_rand()
сообщает, что оно:
который будет генерировать случайные числа в четыре раза быстрее, чем среднее значение libc rand ().
Начиная с PHP 7.1 нет никакой разницы . rand () теперь является псевдонимом для mt_rand ().
См. http://php.net/manual/en/migration71.incompatible.php#migration71.incompatible.rand-srand-aliases
Более подробная информация: https://wiki.php.net/rfc/rng_fixes
Ниже приведена разница в скорости для обоих из них: –
mt_rand($min, $max)
в четыре раза быстрее по сравнению с rand($min, $max)
Причина в том, что rand($min, $max)
использует генератор случайных чисел libc, а mt_rand($min, $max)
использует Mersenne Twister, что в четыре раза быстрее.
Надеюсь, это решит ваши сомнения.
Благодарю.
Они кажутся равными по скорости:
function timeit($times, $func) { $t = microtime(1); while($times--) $func(); return microtime(1) - $t; } echo PHP_OS, " ", phpversion(), "\n"; echo timeit(100000, function() { rand(0,1000); }), "\n"; echo timeit(100000, function() { mt_rand(0,1000); }), "\n";
Результаты для OSX Mavericks и VirtualBox'ed Ubuntu 11:
Darwin 5.5.19 0.038038969039917 0.033117055892944 Linux 5.3.6-13ubuntu3.10 0.031459093093872 0.031935214996338
Если эти меры верны, комментарий к руководству, упомянутый в другом месте, должен считаться ошибочным / устаревшим.