Javascript 產生偽隨機數字的方法及應用

最近接到一個需求，想在網站顯示虛構的線上人數。一般來說，顯示線上訪客數有很多免費的第三方服務，不過案主會有這樣的需求，代表網頁顯示的數字想要膨風一點。

用 JS 產生隨機數字其實很簡單，但如果隨機產生的線上人數太離譜，一眼就被看穿的話，對網站聲譽其實不太好，所以這功能也不是那麼簡單就做得出來。

(圖片出處: pixabay.com)

一、設計原理

本篇說明大致的實現原理，未包含實作細節，不過提供的範例已經相當足夠了。

1. 隨機數字必須依照規則產生

首先頁面上顯示的線上人數，不可每次重新載入頁面就產生隨機數字。例如訪客進入首頁後，點進了一篇文章，相差不過幾秒，結果線上人數差異太大，很容易就被抓包。

若有人刻意測試連續重整頁面 5 次，結果看到 5 個不一樣的數字，一看就知道是造假。

所以這些隨機數字必須有個規則，例如在某特定時間內都是同樣的數字，假設能做到 5 分鐘內是同一個數字、下個 5 分鐘是另一個數字，這樣就成功了。


2. 限定數字區間

產生的數字也要有所限制，不能前 5 分鐘是 10 個人，下 5 分鐘是 1000 人，再來又變成 150 人，如此的劇烈變化。

能夠限定數字在某個小區間移動，例如 50 ~ 100，或是 25 ~ 50，都是相對比較合理的。

二、如何產生偽隨機數字

1. 偽隨機原理

原本隨機產生的數字每次都會不同，不過這篇「JS生成相同的随机数(伪随机数)」利用數學演算法，如果每次隨機數字的產生，是基於固定的一個「隨機種子」(seed)，就有辦法產生相同的隨機數。

原理這篇有詳細的說明，數學上使用的方法稱為「線性同餘方法」，不過我們可以不用瞭解這麼多，直接拿公式來套就好了。


2. 偽隨機範例

以下修改自前述教學網頁提供的範例程式碼：

var seed = 5,
rnd;

function seededRandom(max, min) {
max = max || 1;
min = min || 0;
seed = (seed * 9301 + 49297) % 233280;
rnd = seed / 233280;
return min + rnd * (max - min);
}

for (var i = 0; i < 10; i++) {
console.log(seededRandom());
}
使用 seededRandom 函數可產生 0~1 之間的隨機數字，最後用一個迴圈連續跑 10 次隨機結果，你會發現無論執行多少次，這 10 個隨機數永遠一模一樣。

而當 seed 的值改變時，就會產生另外 10 組隨機數，這也代表隨機數永遠與 seed 數值連動。

三、隨機線上人數範例

以下提供一個簡單的範例：

var maxVisitors = 100, // 最大訪客數
minVisitors = 50, // 最小訪客數
today = new Date(),
year = today.getFullYear(),
month = today.getMonth() + 1,
hour = today.getHours(),
minute = today.getMinutes(),
second = today.getSeconds(),
seed, visitors;

// 每 30 秒產生一個線上人數
if (second >= 0 && second < 30) {
seed = year * month * hour * minute * 1;
} else {
seed = year * month * hour * minute * 31;
}
visitors = seededRandom(maxVisitors, minVisitors);
alert(visitors);
function seededRandom(max, min) {
seed = (seed * 9301 + 49297) % 233280;
var rnd = seed / 233280;
return Math.round(min + rnd * (max - min));
}
參數修改請見註解說明，大致說明一下程式碼做了什麼事：

• 限定產生 50 ~ 100 之間的隨機數
• 每分鐘 0 ~ 29 秒之間產生的隨機數一樣，每分鐘 30 ~ 59 秒之間產生的隨機數也一樣。
• 可以快速不斷執行這段程式碼，會發現每過 30 秒才產生新的隨機數

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