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Linux Shell 生成随机数和随机字符串

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欢迎来到梁钟霖个人博客网站。本个人博客网站提供最新的站长新闻,各种互联网资讯。 还提供个人博客模板,最新最全的java教程,java面试题。在此我将尽我最大所能将此个人博客网站做的最好! 谢谢大家,愿大家一起进步!

日常生活中,会经常用到随机数,使用场景非常广泛,例如买彩票、丢骰子、抽签、年会抽奖等。

Shell 下如何生成随机数呢,米扑博客特意写了本文,总结 Linux Shell 产生随机数的多种方法。

本文原文转自米扑博客:Linux Shell 生成随机数和随机字符串

计算机产生的的只是“伪随机数”,不会产生绝对的随机数(是一种理想随机数)。实际上,伪随机数和理想随机数也是相对的概念,例如伪随机数在1万万亿亿亿年内也无法重复,算是理想随机数么?

伪随机数在大量重现时也并不一定保持唯一,但一个好的伪随机产生算法将可以产生一个非常长的不重复的序列,例如 UUID(通用唯一识别码)在100亿年内才可用完。

 

1. 使用系统的 $RANDOM 变量CentOS、Ubuntu、MacOS 都支持,但只有5位数随机

mimvp@ubuntu:~$ echo $RANDOM
17617

$RANDOM 的范围是 [0, 32767]

 

示例:使用 for 循环来验证:

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

function print_random() {
    for i in {1..10};
    do
        echo -e "$i \t $RANDOM"
    done
}

print_random

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh
1        20191
2        16817
3        25971
4        1489
5        34
6        25183
7        920
8        315
9        18845
10       29519

 

如需要生成超过32767的随机数,可以用以下方法实现(有缺陷

例:生成 40,000,000~50,000,000 的随机数,但最后末尾五位数在随机变化,实现原理有缺陷

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## Linux 系统随机数 + 范围上限值后, 再取余
function mimvp_random_bignum() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(($RANDOM+$max))       # 随机数+范围上限, 然后取余
    randnum=$(($num%$mid+$min)) # 随机数包含上下限边界数值
    echo $randnum
}

function print_random_bignum() {
    for i in {1..10};
    do
        bignum=$(mimvp_random_bignum 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $bignum"
    done
}

print_random_bignum

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1        40022422
2        40014261
3        40022712
4        40016695
5        40026575
6        40032198
7        40026667
8        40016024
9        40012010
10       40016143

 

这里,还可以通过 awk 产生随机数,最大为6位随机数,其跟时间有关,系统时间一致则随机数都相同,没有 $RANDOM 随机性好

# awk 'BEGIN{srand(); print rand()}'        
0.739505
# awk 'BEGIN{srand(); print rand()*1000000}'
855767

 

 

2. 使用date +%s%NCentOS、Ubuntu支持,MacOS不支持纳秒 +%N

通过 Linux / Unix 的时间戳来获取随机数

# date +%S  	# 获取秒数, 2位数
43
# date +%s 		# 获取时间戳, 10位数, 从 1970-01-01 00:00:00 到当前的间隔的秒数
1548739004
# date +%N 		# 获取纳秒值, 9位数, CentOS、Ubuntu支持, 但 MacOS 不支持
468529240

说明:

如果用时间戳 date +%s 做随机数,相同一秒的数据是一样的。在做循环处理多线程时,基本不能满足要求

如果用纳秒值 date +%N 做随机数,精度达到了亿分之一,相当精确了,在多cpu高并发的循环里,同一秒里也很难出现相同结果,不过也会有重复碰撞的可能性

如果用时间戳+纳秒值 date +%N%s 做组合随机数(10+9=19位数),则比较完美了,重复的概率大大降低,但注意: MacOS 系统不支持纳秒值,不算通用

 

示例:生成 40,000,000~50,000,000 的随机数

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## Linux 时间戳随机数
function mimvp_randnum_date() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(date +%s%N | cut -c1-17)      # 19位数, 截取第1-17位数, 下标从1开始
    randnum=$(($num%$mid+$min))         # 随机数包含上下限边界数值
    echo $randnum
}

function print_randnum_date() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_date 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_randnum_date

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1        42153680
2        42199904
3        42243885
4        42283556
5        42332691
6        42376578
7        42422048
8        42462640
9        42505483
10       42550221

说明:

上面的结果可以看到,当取大数值范围时,高位可能都是相同的,原因是 date +%N%s 是按照 秒数+纳秒 获取的,时间高位具有顺序位,可能相同

那么,有的同学问题,能不能把 date +%s%N 的秒数和纳秒互换下,答案是不可以的,原因是纳秒的第一位可能为0,从第一位截取可能为 09641524615487432 ,shell 会提示错误: value too great for base (error token is "09641524615487432")

改进的办法1:互调 date +%N%s 仍然不行

既然第一位不能为0,那么从纳秒的第2位、第3位.... 截取不行吗,答案也是不可以的,因为纳秒的每一位都有可能是0,毕竟纳秒是9位数(毫秒3位数、微秒6位数、纳秒9位数)纳秒本身就在秒数之后,所以纳秒的9位数的每一位都可以为0  另外,纳秒在高位,秒数在低位,截取大数值可能导致高位不相同,但低位数值相同的情况,原因是秒数的值变化非常慢。结论,互换的办法是行不通的,还可能导致新的问题,因此,老老实实的用  date +%s%N 格式吧

改进的方法2:直接用 date +%s%N 的19位数(可行

不要截取 date +%s%N | cut -c1-17 ,充分利用纳秒的快速变化后再取余

 

 

3. 使用 /dev/random 和 /dev/urandom 随机文件CentOS、Ubuntu、MacOS 都支持,推荐

/dev/random 是阻塞的随机数发生器,读取有时需要等待。存储着系统当前运行环境的实时数据,如 CPU、内存、电压、物理信号等

/dev/urandom 是非阻塞随机数发生器,读取操作不会产生阻塞。

说明:

/dev/random 和 /dev/urandom 存储的都是乱码,实际上它们是通过二进制数据保存实时数据的

打开 /dev/random 和 /dev/urandom 文件,推荐用 head,不推荐 cat 命令,因为文件非常大且是乱码,只需要获取前几行文件内容就变了

用到了 cksum 命令,其读取文件内容,生成唯一的整型数据,只有文件内容没变,生成结果就不会变化,与php crc函数类似,一般校验文件是否篡改

其生成随机数的原理是:截取文件的一部分内容,做内容的计算,取第一个数值

# head -20 /dev/urandom | cksum
3535024891 50260
# head -20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d " "
1713554848

 

示例:使用/dev/urandom生成 40,000,000~50,000,000 之间的随机数,使用 /dev/urandom 避免阻塞。

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## Linux 随机文件
function mimvp_randnum_file() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -d ' ' -f1)             # ok
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | awk '{print $1}')           # ok
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | awk -F " " '{print $1}')    # ok
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_file() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_file 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_randnum_file

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1      48894638
2      43078483
3      41678948
4      48987680
5      46095205
6      49650777
7      47144679
8      49003259
9      44562068
10     42014734

由此可见,用随机文件生成的随机数,基本是全随机的,且通用于 CentOS、Ubuntu、MacOS

 

 

4. 使用 linux uuid CentOS、Ubuntu支持,MacOS不支持

UUID(Universally Unique Identifier,通用唯一识别码),格式包含32个16进制数字,以'-'连接号分为5段。

格式为 8-4-4-4-12 的32个字符,例如: 07e73165-1196-4194-98bb-a3bf7c96e34a

# cat /proc/sys/kernel/random/uuid
07e73165-1196-4194-98bb-a3bf7c96e34a

UUID 数量,理论上的总数为216 x 8=2128,约等于3.4 x 1038。 也就是说若每奈秒产生1兆个UUID,要花100亿年才会将所有UUID用完。

UUID 目的,是让分布式系统中的所有元素,都能有唯一的辨识信息,而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定。如此一来,每个人都可以创建不与其它人冲突的 UUID。在这样的情况下,就不需考虑数据库创建时的名称重复问题。它会让网络任何一台计算机所生成的uuid码,都是互联网整个服务器网络中唯一的。它的原信息会加入硬件,时间,机器当前运行信息等等。

UUID 格式:包含32个16进位数字,以“-”连接号分为五段,形式为8-4-4-4-12的32个字符。范例;550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000  ,所以:

与 uuid类似的还有一个guid(全局唯一标识符)码,它由微软支持,它们由操作系统内核产生。

 

示例:使用 linux uuid 生成 40,000,000~50,000,000 之间的随机数

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## Linux uuid
function mimvp_randnum_uuid() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /proc/sys/kernel/random/uuid | cksum | cut -f1 -d ' ')
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_uuid() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_uuid 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_randnum_uuid

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1      44736535
2      43538760
3      40133914
4      41016814
5      49148972
6      40179476
7      48147712
8      45665645
9      40522150
10     44361996

 

 

5. 使用 openssl rand CentOS、Ubuntu支持、MacOS 都支持,需安装 openssl,推荐

openssl rand 用于产生指定长度个bytes的随机字符

# openssl rand --help
Usage: rand [options] num
where options are
-out file             - write to file
-engine e             - use engine e, possibly a hardware device.
-rand file:file:... - seed PRNG from files
-base64               - base64 encode output
-hex                  - hex encode output

其中,参数 -base64 或 -hex 对随机字符串进行base64编码或用hex格式显示

结合 cksum 产生整数、md5sum 产生字符串,可以产生随机的整数或字符串(仅含小写字母和数字)

例如:

# openssl rand -base64 8						# 第一次执行
Vt4MNFIfzCU=
# openssl rand -base64 8						# 第二次执行, 随机数不同
uwnovaLKhek=
# openssl rand -base64 8 | cksum				# 生成随机整数
3663376449 13
# openssl rand -base64 8 | md5sum 				# 生成随机字符串
1f36cf340e0a90ccb0d504925c3d7ada  -
# openssl rand -base64 8 | cksum | cut -c1-8	# 截取数字
15997092
# openssl rand -base64 8 | md5sum | cut -c1-8 	# 截取字符串
f1a972ce

# openssl rand -hex 8						# 第一次执行
c5bc62152bddadfb
# openssl rand -hex 8						# 第二次执行, 随机数不同
156642181b22306a
# openssl rand -hex 8 | cksum				# 生成随机整数
3663376449 13
# openssl rand -hex 8 | md5sum 				# 生成随机字符串
1f36cf340e0a90ccb0d504925c3d7ada  -
# openssl rand -hex 8 | cksum | cut -c1-8	# 截取数字
15997092
# openssl rand -hex 8 | md5sum | cut -c1-8 	# 截取字符串
f1a972ce

 

示例:使用 openssl rand 生成 40,000,000~50,000,000 之间的随机数

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 5. Linux openssl
function mimvp_randnum_openssl() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(openssl rand -base64 8 | cksum | cut -f1 -d ' ')      # -base64
#    num=$(openssl rand -hex 8 | cksum | cut -f1 -d ' ')        # -hex
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_openssl() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_openssl 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_randnum_openssl

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh 
1      43422505
2      40756492
3      45087076
4      43882168
5      47105153
6      45505018
7      41411938
8      48662626
9      47508094
10     41362566

 

 

6. 自定义数组生成随机数

自定义一个数组,用于生成一段特定长度(整数最长为18位)的有数字和字母组成的字符串,字符串中元素取自自定义的池子。

array=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)                   # 自定义一个数字数组

num=${#array[*]}                                # 获取数组的长度(元素个数)

randnum=${array[$((RANDOM%num))]}   # 利用Linux系统默认的 $RANDOM 随机数,随机从数组选择一个元素,构成新的长度数组

 

示例:自定义数组生成 40,000,000~50,000,000 之间的随机数(注释有点不好看,但非常有助于理解代码哈)

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 6. custom array, 可以生成整数, 字符串
function mimvp_randnum_array() {
    NUM_LENGTH=18       # 整数的位数, 依据取值范围设定, 默认最长为18位整数(取决于正整数的范围)
    STR_ARRAY=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z)     # 生成字符串
    STR_ARRAY=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)     # 生成整数

    str_array_count=${#STR_ARRAY[@]}    # 字符串数组的元素个数, 62 = 10 + 26 + 26
#    echo "str_array_count: ${str_array_count}"

    i=1
    while [ "$i" -le "${NUM_LENGTH}" ];
    do
        randnum_array[$i]=${STR_ARRAY[$((RANDOM%str_array_count))]}
        let "i=i+1"
    done
    randnum_array_count=${#randnum_array[@]}
#    echo "randnum_array_count: ${randnum_array_count}"  # NUM_LENGTH 的长度: 18
#    echo "randnum_array: ${randnum_array[@]}"           # 打印出全部数组元素, 如 B 2 y t z K c Z s N l 9 T b V w j 6

    num='1'             # 整数首位不能是0, 因此直接固定为1, 防止整数时首位为0的异常错误
    for item in ${randnum_array[@]};
    do
        num="${num}${item}"
    done
#    echo "num: $num"    # 1B2ytzKcZsNl9TbVwj6 

    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_array() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_array 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_randnum_array

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1      48952205
2      43220726
3      45241774
4      45758327
5      43147638
6      44319391
7      46834434
8      41601915
9      48687238
10     45029848

 

 

7. 生成随机字符串

上述所有可以生成随机整数的方法,都可以生成随机字符串,原理是对随机整数进行 md5sum 计算

示例:生成10位随机字符串

# 使用date 生成随机字符串
date +%s%N | md5sum | head -c 10

# 使用 /dev/urandom 生成随机字符串
cat /dev/urandom | head -n 10 | md5sum | head -c 10

 

 

随机数应用一

随机生成端口号范围为 1025 ~ 65536 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS),并支持排除任意添加的端口号

应用的随机数是 方法3. 使用 /dev/random 和 /dev/urandom 随机文件

应用代码:

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 应用一: 随机生成端口号 1025 ~ 65536 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_port() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
    randnum=$(($num%$mid+$min))        

    # 排除的端口号 1080, 4500, 8080, 58866, 可以任意添加
    port_exclude='1080,4500,8080,58866'
    flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l`
    while [ "$flag" -eq "1" ]
    do
        num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
        randnum=$(($num%$mid+$min))        
        flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l`
    done
    echo $randnum
}

function print_app_port() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_app_port 1025 65535)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}

print_app_port

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
1      29483
2      61738
3      31935
4      3242
5      19865
6      56677
7      5944
8      28579
9      12510
10     31844

 

 

随机数应用二

随机生成长度为10的密码字符串 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)

应用的随机数是 方法1:使用系统的 $RANDOM 变量

应用代码:

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 应用二: 随机生成长度为10的密码字符串 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_passwd() {
    user_array=`seq -w 10`
    echo ${user_array[@]}

    for idx in ${user_array[@]}
    do
        user_name="user-${idx}"
        passwd=`echo $RANDOM | md5sum | cut -c11-20`
        echo -e "${user_name} \t ${passwd}"
    done
}

mimvp_app_passwd

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh    
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
user-01        52cf5272cb
user-02        40f20d352d
user-03        9fe9a7b770
user-04        ff4e20e6e0
user-05        88fc4a3ea3
user-06        6494032261
user-07        6a42732519
user-08        6fc7a25dd5
user-09        f0b6a95608
user-10        49219467fa

 

 

随机数应用三

统计掷骰子,投掷6000次统计分别为1-6的次数 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)

应用的随机数是 方法1:使用系统的 $RANDOM 变量

应用代码:

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 应用三: 统计掷骰子, 投掷6000次统计分别为1-6的次数 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_dice() {
    MAX=6000
    stat_1=0
    stat_2=0
    stat_3=0
    stat_4=0
    stat_5=0
    stat_6=0

    i=1
    while [ "$i" -le "$MAX" ]
    do
        randnum=$(($RANDOM%6))  # 对6取余, 余数为0时记作6点
        case "$randnum" in
            0) stat_6=`expr ${stat_6} + 1`;;    # 余数为0时记作6点 
            1) stat_1=`expr ${stat_1} + 1`;;
            2) stat_2=`expr ${stat_2} + 1`;;
            3) stat_3=`expr ${stat_3} + 1`;;
            4) stat_4=`expr ${stat_4} + 1`;;
            5) stat_5=`expr ${stat_5} + 1`;;
        esac
        let "i=i+1"
    done
    
    echo "stat_1  ${stat_1}"
    echo "stat_2  ${stat_2}"
    echo "stat_3  ${stat_3}"
    echo "stat_4  ${stat_4}"
    echo "stat_5  ${stat_5}"
    echo "stat_6  ${stat_6}"
}

mimvp_app_dice

运行结果:

# sh mimvp_shell_rand.sh  
stat_1  923
stat_2  994
stat_3  977
stat_4  1039
stat_5  1072
stat_6  995

 

 

总结

random、urandom、uuid、openssl rand、自定义数组(用到了 $RANDOM)产生随机码的伪数据来源,都与 /dev/random 设备有关系,只是它们各自呈现不同。

date 日期生成的随机数,与Linux 系统的随机设备 /dev/random 的关系不大,但系统时间也会影响  /dev/random 设备,两者并非绝对无关系。

所有可以生成随机整数的方法,都可以生成随机字符串,原理是对随机整数进行 md5sum 计算

 

 

最后,附上完整的 shell 代码,方便爱好者研究、调试

#!/bin/bash
# mimvp.com 2016.05.10

## 1. Linux 系统默认随机数
function print_randnum() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$RANDOM         # Linux 内置随机数, 范围[0,32767], 最多5位随机数
#        randnum=$(awk 'BEGIN{srand(); print rand()*1000000; }')  # awk 随机种子函数, 最多5位随机数, 跟时间有关
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## Linux 系统随机数 + 范围上限值后, 再取余
function mimvp_randnum_bignum() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(($RANDOM+$max))       # 随机数+范围上限, 然后取余
    randnum=$(($num%$mid+$min)) # 随机数包含上下限边界数值
    echo $randnum
}

function print_randnum_bignum() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_bignum 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 2. Linux 时间戳随机数 (CentOS, Ubuntu支持, MacOS不支持纳秒+%N)
function mimvp_randnum_date() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(date +%s%N | cut -c1-17)      # 19位数, 截取第1-17位数, 下标从1开始
    num=$(date +%s%N)                   # 19位数, 截取第1-17位数, 下标从1开始
    randnum=$(($num%$mid+$min))         # 随机数包含上下限边界数值
    echo $randnum
}

function print_randnum_date() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_date 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}



## 3. Linux 随机文件
function mimvp_randnum_file() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -d ' ' -f1)             # ok
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | awk '{print $1}')           # ok
#    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | awk -F " " '{print $1}')    # ok
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_file() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_file 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 4. Linux uuid
function mimvp_randnum_uuid() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /proc/sys/kernel/random/uuid | cksum | cut -f1 -d ' ')
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_uuid() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_uuid 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 5. Linux openssl
function mimvp_randnum_openssl() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(openssl rand -base64 8 | cksum | cut -f1 -d ' ')      # -base64
#    num=$(openssl rand -hex 8 | cksum | cut -f1 -d ' ')        # -hex
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_openssl() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_openssl 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 6. custom array, 可以生成整数, 字符串
function mimvp_randnum_array() {
    NUM_LENGTH=18       # 整数的位数, 依据取值范围设定, 默认最长为18位整数(取决于正整数的范围)
    STR_ARRAY=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z)     # 生成字符串
    STR_ARRAY=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)     # 生成整数

    str_array_count=${#STR_ARRAY[@]}    # 字符串数组的元素个数, 62 = 10 + 26 + 26
#    echo "str_array_count: ${str_array_count}"

    i=1
    randnum_array=()
    while [ "$i" -le "${NUM_LENGTH}" ];
    do
        randnum_array[$i]=${STR_ARRAY[$((RANDOM%str_array_count))]}
        let "i=i+1"
    done
    randnum_array_count=${#randnum_array[@]}
#    echo "randnum_array_count: ${randnum_array_count}"  # NUM_LENGTH 的长度: 18
#    echo "randnum_array: ${randnum_array[@]}"           # 打印出全部数组元素, 如 B 2 y t z K c Z s N l 9 T b V w j 6

    num='1'             # 整数首位不能是0, 因此直接固定为1, 防止整数时首位为0的异常错误
    for item in ${randnum_array[@]};
    do
        num="${num}${item}"
    done
#    echo "num: $num"    # 1B2ytzKcZsNl9TbVwj6 

    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    randnum=$(($num%$mid+$min))        
    echo $randnum
}

function print_randnum_array() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_randnum_array 40000000 50000000)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 应用一: 随机生成端口号 1025 ~ 65536 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_port() {
    min=$1
    max=$2
    mid=$(($max-$min+1))
    num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
    randnum=$(($num%$mid+$min))        

    # 排除的端口号 1080, 4500, 8080, 58866, 可以任意添加
    port_exclude='1080,4500,8080,58866'
    flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l`
    while [ "$flag" -eq "1" ]
    do
        num=$(head -n 20 /dev/urandom | cksum | cut -f1 -d ' ')
        randnum=$(($num%$mid+$min))        
        flag=`echo ${port_exclude} | grep ${randnum} | wc -l`
    done
    echo $randnum
}

function print_app_port() {
    for i in {1..10};
    do
        randnum=$(mimvp_app_port 1025 65535)
        echo -e "$i \t $randnum"
    done
}


## 应用二: 随机生成长度为10的密码字符串 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_passwd() {
    user_array=`seq -w 10`
    echo ${user_array[@]}

    for idx in ${user_array[@]}
    do
        user_name="user-${idx}"
        passwd=`echo $RANDOM | md5sum | cut -c11-20`
        echo -e "${user_name} \t ${passwd}"
    done
}


## 应用三: 统计掷骰子, 投掷6000次统计分别为1-6的次数 (通用于 CentOS, Ubuntu, MacOS)
function mimvp_app_dice() {
    MAX=6000
    stat_1=0
    stat_2=0
    stat_3=0
    stat_4=0
    stat_5=0
    stat_6=0

    i=1
    while [ "$i" -le "$MAX" ]
    do
        randnum=$(($RANDOM%6))  # 对6取余, 余数为0时记作6点
        case "$randnum" in
            0) stat_6=`expr ${stat_6} + 1`;;    # 余数为0时记作6点 
            1) stat_1=`expr ${stat_1} + 1`;;
            2) stat_2=`expr ${stat_2} + 1`;;
            3) stat_3=`expr ${stat_3} + 1`;;
            4) stat_4=`expr ${stat_4} + 1`;;
            5) stat_5=`expr ${stat_5} + 1`;;
        esac
        let "i=i+1"
    done
    
    echo "stat_1  ${stat_1}"
    echo "stat_2  ${stat_2}"
    echo "stat_3  ${stat_3}"
    echo "stat_4  ${stat_4}"
    echo "stat_5  ${stat_5}"
    echo "stat_6  ${stat_6}"
}


print_randnum

#print_randnum_bignum

#print_randnum_date

#print_randnum_file

#print_randnum_uuid

#print_randnum_openssl

#print_randnum_array


#print_app_port

#mimvp_app_passwd

#mimvp_app_dice          # 循环次数多, 运行时间较长, 大约30秒, 请慎用

 

 

 

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