初看一臉問號，看懂直接跪下！

2022 年 4 月 13 日
筆記

你好呀，我是歪歪。

我最近在 stackoverflow 上看到一段代碼，怎麼說呢。

就是初看一臉懵逼，看懂直接跪下！

我先帶你看看 stackoverflow 上的這個問題是啥，然後引出這段代碼：

//stackoverflow.com/questions/15182496/why-does-this-code-using-random-strings-print-hello-world

問題特別簡單，就一句話：

誰能給我解釋一下：為什麼這段代碼使用隨機字符串打印出了 hello world？

代碼也很簡單，我把它拿出來給你跑一下：

public class MainTest {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(randomString(-229985452) + " " + randomString(-147909649));
    }

    public static String randomString(int i) {
        Random ran = new Random(i);
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (true) {
            int k = ran.nextInt(27);
            if (k == 0)
                break;

            sb.append((char) ('`' + k));
        }
        return sb.toString();
    }
}

上面的代碼你也可以直接粘貼到你的運行環境中跑一下，看看是不是也輸出的 hello world：

我就問你：即使代碼都給你了，第一眼看到 hello world 的時候你懵不懵逼？

高贊回答

高贊回答也特別簡單，就這麼兩句話。

我給你翻譯一下，這個哥們說：

當我們調用 Random 的構造方法時，給定了一個「種子」（seed）參數。比如本例子中的：-229985452 或 -147909649。

那麼 Random 將從指定的種子值開始生成隨機數。

而每個用相同的種子構造的 Random 對象，都會按照產生相同的模式產生數字。

沒看的太明白，對不對？

沒關係，我給你上一段代碼，你就能恍然大悟上面這一段說的是啥事：

public static void main(String[] args) {

    randomString(-229985452);
    System.out.println("------------");
    randomString(-229985452);

}

private static void randomString(int i) {
    Random ran = new Random(i);
    System.out.println(ran.nextInt());
    System.out.println(ran.nextInt());
    System.out.println(ran.nextInt());
    System.out.println(ran.nextInt());
    System.out.println(ran.nextInt());

}

這段代碼，在我的機器上運行結果是這樣的：

你拿過去跑，你的運行結果也一定是這樣的。

這是為什麼呢？

答案就在 Javadoc 上寫着的：

如果用相同的種子創建了兩個 Random 的實例，並且對每個實例進行了相同的方法調用序列，那麼它們將生成並返回相同的數字序列。

在上面的代碼中兩個 -229985452 就是相同的種子，而三次 nextInt() 調用，就是相同的調用序列。

所以，他們生成並返回相同的、看起來是隨機的數字。

而我們正常在程序裏面的用法應該是這樣的：

在 new Random() 的時候，不會去指定一個值。

我們都知道 Random 是一個偽隨機算法，而構建的時候指定了 seed 參數的就是一個更加偽的偽隨機算法了。

因為如果我可以推測出你的 seed 的話，或者你的 seed 泄露了，那麼理論上我就可以推測出你隨機數生成序列。

這個我已經在前面的代碼中演示了。

再看看問題

在前面稍微解釋了「seed」的關鍵之處之後，我們再回過頭去品一品這個問題，大概就能看出點端倪了。

主要看這個循環裏面的代碼。

首先 nextInt(27) 就限定了，當前返回的數 k 一定是在 [0,27) 之間的一個數字。

如果返回 0，那麼循環結束，如果不為零。則做一個類型轉換。

接下來就是一個 char 類型的強制轉換。

看到數字轉 char 類型，就應該條件反射的想到 ascii 碼：

從 ascii 碼表中，我們可以到「96」就是這裡的這個符號：

所以，下面這個代碼的範圍就是 [96+1，96+26]：

‘`’ + k

也就是 [97,122]，即對應 ascii 碼的 a-z。

所以，我帶你再把上面的演示代碼拆解一下。

首先 new Random(-229985452).nextInt(27) 的前五個返回是這樣的：

而 new Random(-147909649).nextInt(27) 的前五個返回是這樣的：

所以，對照着 ascii 碼錶看，就能看出其對應的字母了：

8 + 96 = 104 –> h
5 + 96 = 101 –> e
12 + 96 = 108 –> l
12 + 96 = 108 –> l
15 + 96 = 111 –> o

23 + 96 = 119 –> w
15 + 96 = 111 –> o
18 + 96 = 114 –> r
12 + 96 = 108 –> l
4 + 96 = 100 –> d

現在，對於這一段謎一樣的代碼為什麼輸出了「hello world」的原因，心裏是不是撥開雲霧見青天，心裏跟明鏡兒似的。

看穿了，也就是一個小把戲而已。

然後這個問題下面還有個評論，讓我看到了另外一種打開方式：

你能指定打印出 hello world，那麼理論上我也能指定打出其他的單詞。

比如這個老哥就打了一個短語：the quick browny fox jumps over a lazy dog.

如果從字面上直譯過來，那麼就是「敏捷的棕色狐狸跨過懶狗」，好像也是狗屁不通的樣子。

但是，你知道的，我的 English 水平是比較 high 的，一眼就看出這個短語在這裡肯定不簡單。

於是查了一下：

果然是有點故事的，屬於 tricks in tricks。

你看學沙雕技術的時候還順便豐富了自己的英語技能，一舉多得，這一會還不得在文末給我點個贊、點個「在看」啥的？

看完這個老哥的 quick brown fox 示例之後，我又有一點新想法了。

既然它能把所有的字母都打出來，那我是不是也能把我想要的特定的短語也打出來呢？

比如 i am fine thank you and you 這樣的東西。

而查找指定單詞對應的 seed 這樣的功能的代碼，在這個問題的回答中，已經有「好事之人」幫我們寫出來了。

我就直接粘過來，你也可以直接拿去就用：

public static long generateSeed(String goal, long start, long finish) {
    char[] input = goal.toCharArray();
    char[] pool = new char[input.length];
    label:
    for (long seed = start; seed < finish; seed++) {
        Random random = new Random(seed);

        for (int i = 0; i < input.length; i++)
            pool[i] = (char) (random.nextInt(27) + '`');

        if (random.nextInt(27) == 0) {
            for (int i = 0; i < input.length; i++) {
                if (input[i] != pool[i])
                    continue label;
            }
            return seed;
        }
    }
    throw new NoSuchElementException("Sorry :/");
}