產生亂數的 GKRandomDistribution & GKShuffledDistribution

亂數(random number)是我們在開發 iOS App 時常用到的功能。尤其在製作遊戲或測驗 App 時，利用亂數才能讓電腦隨機做決定，比方以下人類的偉大發明，剪刀石頭布，利用亂數，電腦才能隨機出拳，不會傻傻地每次都出布。

#10 猜拳遊戲 App

從前我們習慣利用 function arc4random_uniform 生成亂數，例如以下例子:

let rps = ["rock", "paper", "scissors"]
let index = Int(arc4random_uniform(UInt32(rps.count)))
rps[index]

麻煩的地方在於我們要做很多轉換才能變成我們習慣使用的 Int，因為 arc4random_uniform 只愛 UInt32。

func arc4random_uniform(_ __upper_bound: UInt32) -> UInt32

幸運的，iOS 9 為了幫助我們製作遊戲推出的 GameplayKit framework，裡頭就有一個方便產生 Int 亂數的 function，讓我們看看以下例子:

import GameplayKit
let randomDistribution = GKRandomDistribution(lowestValue: 0, highestValue: 2)
let number = randomDistribution.nextInt()

1. 產生 GKRandomDistribution 物件， lowestValue 設定數字的最小值，highestValue 設定最大值。在此我們設定 0 & 2，因此 randomDistribution 之後將可產生 0 ~ 2 之間的亂數。
2. 呼叫 GKRandomDistribution 物件的 function nextInt, 產生一個 Int 型別的亂數。在剛剛的例子裡，我們產生的數字將有三種可能，0，1，2。

GKRandomDistribution

開發 iOS App 時，我們也時常遇到這樣的情況，我們希望隨機決定 array 裡東西的順序，比方我們有三個女朋友，必須妥善地分配時間，每天跟不同人約會，不讓任何一個被冷落。或是像考題 App，題庫有一百題，隨機出十題測驗，這時候必須確保不會出到重覆的題目。

如果利用剛剛的 GKRandomDistribution，我們也是可以做到，只是可能會產生一樣的數字，造成悲劇，例如以下例子:

var girlFriends = ["小龍女", "黃蓉", "任盈盈"]
let randomDistribution = GKRandomDistribution(lowestValue: 0, highestValue: girlFriends.count-1)
for i in 0..<girlFriends.count {
   let index  = randomDistribution.nextInt()
   let name = girlFriends[index]
   print("跟" + name + "一起吃法國菜")
}

亂數的結果，黃蓉比較幸運，吃到兩次法國菜，但小龍女就慘了，只能在家吃泡麵。

為了解決這個問題，我們必須額外寫程式處理。不過如果透過 GKShuffledDistribution，我們即可輕鬆實現每天跟不同女朋友約會的心願，因為它十分公平，它將確保每一個數字出現的機率一樣。

如以下例子，我們的 for 迴圈跑三次，產生的隨機數字將平均分布，0, 1, 2 各一次，每個女朋友都可以幸福地吃到法國菜。

var girlFriends = ["小龍女", "黃蓉", "任盈盈"]
let shuffledDistribution = GKShuffledDistribution(lowestValue: 0, highestValue: girlFriends.count - 1)
for i in 0..<girlFriends.count {
   let index  = shuffledDistribution.nextInt()
   let name = girlFriends[index]
   print("跟" + name + "一起吃法國菜")
}

GKShuffledDistribution - GameplayKit | Apple Developer Documentation