JavaScript自定义伪随机数生成器连续调用产生0

Question

我正在尝试将旧的 C 标准库函数 rand() 移植到 JavaScript 中，仅作测试之用。我不打算在实际场景中使用，所以请不要担心其安全性问题。
这是该函数的 C 语言实现：

seed = seed * 1103515245 + 12345;
return (seed/65536) % 32768;

在这个例子中，32768 是 RAND_MAX。因此，我尝试将其移植到 Javascript：

Random = function(p) {
  this.s = p;
  this.rand = function() {
    this.s = this.s * 1103515245 + 12345;
    return Math.floor((this.s / 65536) % 32768);
  };
};

let r = new Random(Math.floor(new Date() / 1000));
console.log(r.rand()); // gives expected results
console.log(r.rand()); // second call produces 0

当我第一次调用r.rand()时，它会产生预期的结果。但是每次连续调用r.rand()都只会给我返回0，我很好奇为什么...

- Irelia

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我猜测，没有深入研究，数学计算在处理大数字时出现了错误。 - epascarello

@epascarello 你的理论是正确的。因为在C语言中，整数溢出只是将位数重新循环，而在JavaScript中我不认为会发生这种情况。所以添加一个%符号，这样就可以使用2^32-1来解决问题了。 - Irelia

你的数字已经超过了 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Number/MAX_SAFE_INTEGER - Lee Taylor

@Nina。如果你有一个可行的解决方案，请添加一个答案。 - Lee Taylor

是的 @LeeTaylor，我刚意识到现在位并没有像C语言中的数据类型那样受限制。 - Irelia

Answer 1

问题在于这一行代码：this.s = this.s * 1103515245 + 12345; 显著地增加了 this.s 的值，因此通过添加模数 2³² – 1，可以将数字限制在产生预期结果的范围内，就像在 C 中一样。

rand() {
  this.seed = (this.seed*1103515245 + 12345) % 4294967295;
  return (this.seed / 65536) % 32768;
}

这可能不是最好的解决方案，但似乎确实解决了问题。
在这种情况下，模数Number.MAX_SAFE_INTEGER也可以使用，但由于目标是与C同步，2³² – 1也能正常工作。

- Irelia

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不错的发现。这是我没有完全注意到的js的细微之处。 - Lee Taylor