プロフィール

「いんく」と申します！

プログラミング大好き人間です。

3度の飯よりプログラム！

知人からはロボットですか？とよく聞かれます。

ちなみに私はAIでもSiriでもGoogleアシスタントでもありません。

当ブログについて

プログラミングやサーバ構築等の開発に関するうんちくをまとめています。

初心者向けの情報から、とてつもなくマニアックなことまでまとめていますので、ぜひ参考にしてください。

「ランダム」って本当にランダム？

～目次～

ランダムとは？

身近なランダム

本当にランダムなのか？

誰がランダムな値を求めている？
機械が適当？

機械にとってのランダムの求め方

シード値
結果がかたよる
高品質のランダム

まとめ

ランダムとは？

「ランダム」とは

日本語で言う無作為。

一般的には、規則性がなく予測が不可能なことを指します。

いわゆる「適当に」ってやつですね。

身近なランダム

身近に使用している場面はあるかと思いますが、

今回はソシャゲでよく見る「ガチャ」を例にあげてみます。

提供確率で、キャラごとにn%…

みたいな表記がずらっと書かれているかと思います。

本当に確率通りになるのか？

と、一度は考えたことがあるのではないでしょうか。

今回はその「ランダム」について、語っていきます。

本当にランダムなのか？

例にあげたガチャは本当にランダムなのか？

一概には言えませんが、ランダムとは言えないものも存在しています。

※対策をしているものもあるかと思います

誰がランダムな値を求めている？

そもそも誰が、ランダムなキャラを選んでいるのかと言うと、

最終的には機械(パソコン)が、ランダムな値を求めています。

例のガチャでいうと、ざっくり以下のような流れです。

ユーザがガチャボタンを押す
プログラムがランダム関数を実行する
機械(パソコン)がランダムな値を求める
求めたランダムな値でプログラムがキャラを決定
キャラを画面に表示

機械が適当？

よく考えてみると、機械がランダム、

いわゆる適当に値を出すことは出来るのか？

機械って言うと必ず同じ動きをする…

と言うか、同じ動きじゃないと困るものですよね。

その機械に「適当に」と言っても、難しい話なのです。

機械にとってのランダムの求め方

ここまで説明すると、なんとなく分かるかもしれませんが、

ちゃんと数式によって値を求めています。

つまり理論上、再現することができます。

ただ、その値を人間が見たら、ランダムだと思えるような数式になっています

それを「疑似ランダム関数」と呼びます。

シード値

その関数を使用するには、シード(Seed)値と呼ばれる値を渡してあげる必要があります。

指定せず実行するとプログラム側で

現在時刻だったりプロセスIDだったりと、

特定されにくい値を自動的にシード値として使用します。

結果がかたよる

本題の確率通りに出現するのか？

実は疑似ランダム関数だと、規則性がある数式を使用する関係上

どうしてもかたよってしまいます。

Javaにおけるランダムテスト

Javaでランダムを実行してみました。

import java.util.Random;
// ～クラスやメソッド等省略～
// ループ回数
int loopNum = 1000;
// シード値は自動指定で生成
Random random = new Random();
// 出現回数格納配列定義
int[] randomValues = new int[10];
// ランダム生成
for (int i = 0; i < loopNum; i++) {
// 0～9を生成
int randomValue = random.nextInt(10);
randomValues[randomValue]++;
}
// 結果
System.out.println("出現値 : 出現回数/検証回数");
for (int i = 0; i < randomValues.length; i++) {
// 結果を成形して出力
System.out.print(i + " : ");
System.out.print(String.format("%3d", randomValues[i]));
System.out.println("/" + loopNum);
}

実行結果がこちらです。

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :       95/1000
1      :      104/1000
2      :       98/1000
3      :      121/1000
4      :       91/1000
5      :      117/1000
6      :       94/1000
7      :       68/1000
8      :      104/1000
9      :      108/1000

かたよってますね…

何度か実行してみます。

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :       89/1000
1      :       97/1000
2      :       79/1000
3      :      102/1000
4      :      108/1000
5      :      114/1000
6      :      110/1000
7      :       94/1000
8      :       96/1000
9      :      111/1000

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :       97/1000
1      :       87/1000
2      :      106/1000
3      :       93/1000
4      :       93/1000
5      :      106/1000
6      :      125/1000
7      :       82/1000
8      :      102/1000
9      :      109/1000

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :       89/1000
1      :       89/1000
2      :      110/1000
3      :       86/1000
4      :      111/1000
5      :      104/1000
6      :      105/1000
7      :      108/1000
8      :      106/1000
9      :       92/1000

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :       88/1000
1      :      107/1000
2      :      116/1000
3      :      109/1000
4      :      104/1000
5      :       88/1000
6      :       97/1000
7      :      105/1000
8      :      107/1000
9      :       79/1000

出現値 : 出現回数/検証回数
0      :      106/1000
1      :       90/1000
2      :      112/1000
3      :       92/1000
4      :       98/1000
5      :      109/1000
6      :      103/1000
7      :      107/1000
8      :       94/1000
9      :       89/1000

高品質のランダム

Javaには「SecureRandom」という、

より品質の高いランダムを生成するクラスが存在します。

簡単なランダムなら問題はないですが、

セキュリティに関係する大事なところでは、こういうランダムを使用しましょう。

まとめ

どうでしたか？

言語によっても数式やシード値、アルゴリズムが変わるため、

かたよりにも誤差はありますが、まさか確立通りでないとは…

みなさんがランダムだと思っていたものが、実はランダムではないかも知れない

そう思うと、見る世界が変わるかもしれませんね。

以上、ここまで見ていただきありがとうございます。

皆さまの快適な開発ライフに、ほんの少しでもお役に立てれば幸いです。

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