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ランダム値をコントロールするための、いろいろなランダム値の分布のさせ方 -『javascript』

 

JavaScriptのMath.random()関数を利用すると、0以上1未満の値を得ることができます。これを使って最大値までのランダムな値を得ることは簡単です。

javascript


const random = (max) => Math.floor(Math.random() * max); console.log(random(5)); // 5未満のランダム値

ランダム値の分布のコントロール

このMath.random()関数をうまく利用して、ランダムな値の分布をコントロールすることができます。

今回は「CreateJS」を利用して、(x,y)座標にランダム値をセットして分布を表現しました。

描画モードにlighterを指定して、要素が重なっているところを明るくなるようにして、どこにたくさんの要素が集まっているか視覚的にわかるようにしました。なので明るく描画されているところがランダム値の出現頻度が高いということです。

「CreateJS」の使い方の基礎はここにまとめました。

均等に分布する

最初に例で示した式です。均等に値を出力するので、エリア全体に描画されます。


const randBasic = (max) => Math.floor(Math.random() * max);

basic

中央に分布する

Math.random()を足して2で割ることで中央値に偏らせることができます。エリア中央から拡散するように描画されます。


const randSum = (max) => Math.floor((Math.random() + Math.random()) / 2 * max);

sum

最小値に分布する

Math.random()Math.random()を乗算することで最小値に偏らせることができます。エリア左上から拡散するように描画されます。


const randTime = (max) => Math.floor(Math.random() * Math.random() * max);

times

より最小値に分布する

Math.random()を2乗することで、より最小値に偏らせることができます。エリア左上から拡散するように、最小値に近い値がたくさん描画されます。


const randSquare = (max) => { let rand = Math.random(); return Math.floor(rand * rand * max); };

square

最大値から比例的に拡散

Math.random()の平方根をもとめることで、最大値から均等に拡散するような分布になります。


const randRoot = (max) => Math.floor(Math.sqrt(Math.random()) * max);

root

ランダム値の分布を反転させる

上に掲示したランダム値を分布させるコードを、簡単に反転させることができます。

最大値に分布する

最大値に偏らせることができます。エリア右下から拡散するように描画されます。


const randTimeReverse = (max) => Math.floor( (1 - Math.random() * Math.random()) * max);

times_reverse

より最大値に分布する

より最大値に偏らせることができます。エリア右下から拡散するように、最大値に近い値がたくさん描画されます。


const randSquareReverse = (max) => { let rand = Math.random(); return Math.floor((1 - rand * rand) * max); };

square_reverse

最小値から比例的に拡散

最小値から均等に拡散するような分布になります。


const randRootReverse = (max) => Math.floor((1 - Math.sqrt(Math.random())) * max);

root_reverse

demo

《おまけ》分布を表現したCreateJSのスクリプト

今回の分布を表現したCreateJSのコードです。

javascript


let stage; const canvasW = 400, canvasH = 400, circleW = 2, circleNum = (canvasW / (circleW / 2) * 20), /** * ランダム値の関数の定義 */ randRange = (max, min) => Math.floor(Math.random() * (max + 1 - min) + min), randBasic = (max) => Math.floor(Math.random() * max), randSum = (max) => Math.floor((Math.random() + Math.random()) / 2 * max), randTime = (max) => Math.floor(Math.random() * Math.random() * max), randSquare = (max) => { let rand = Math.random(); return Math.floor(rand * rand * max); }, randRoot = (max) => Math.floor(Math.sqrt(Math.random()) * max), randSumReverse = (max) => Math.floor( (1 - (Math.random() + Math.random()) / 2) * max), randTimeReverse = (max) => Math.floor( (1 - Math.random() * Math.random()) * max), randSquareReverse = (max) => { let rand = Math.random(); return Math.floor((1 - rand * rand) * max); }, randRootReverse = (max) => Math.floor((1 - Math.sqrt(Math.random())) * max), /** * 塗り */ draw = (myGraphics) => { let light = randRange(60, 80), hue = randRange(170, 180), color = `hsl(${hue}, 75%, ${light}%)`; myGraphics.beginFill(color).drawCircle(0,0, circleW); }, /** * 描画の初期設定 */ init = (target, randFunc) => { stage = new createjs.Stage(target); stage.canvas.width = canvasW; stage.canvas.height = canvasH; if (window.devicePixelRatio) { let canvas = document.getElementById(target); canvas.style.width = canvas.width + "px"; canvas.style.height = canvas.height + "px"; canvas.width *= devicePixelRatio; canvas.height *= devicePixelRatio; stage.scaleX = stage.scaleY = window.devicePixelRatio; } for (var i = 0; i < circleNum; i++) { // シェイプを定義 var shape = new createjs.Shape(); // 表示リストに追加 stage.addChild(shape); // 座標 shape.x = randFunc(canvasW); shape.y = randFunc(canvasH); // 透明度 shape.alpha = 0.5; // 塗りの関数を呼び出す draw(shape.graphics); } // 描画モード stage.compositeOperation = "lighter"; // 更新 stage.update(); }; init('canvas01', randBasic); // 満遍なく init('canvas02', randSum); // 中央に集まる init('canvas03', randTime); // 最小値に集まる init('canvas04', randSquare); // より最小値に集まる init('canvas05', randRoot); // 最大値に比例的に集まる init('canvas06', randSumReverse); // 中央に集まる init('canvas07', randTimeReverse); // 最大値に集まる init('canvas08', randSquareReverse); // より最大値に集まる init('canvas09', randRootReverse); // 最小値に比例的に集まる

《おまけ》ランダム値に範囲をあたえる

いろんなランダムの数式を掲載しましたが、おまけとして範囲指定のできるランダムな整数を返すスクリプトです。引数に与えた値のmin以上、max以下の値を返します。


const randRange = (min, max) => Math.floor(Math.random() * (max - min + 1) + min);

minの値を基準として、そこにランダムな増減値を加算する、というような計算方法です。ランダムな増減値は、max - minで増減する幅をもとめて、そこに1を足して、Math.random()関数の0以上1未満のランダムな値と掛け合わせることで表現することができます。

これで取り出せた値を Math.floor()関数で小数点以下を切り捨てて、整数値を取り出しています。


console.log(randRange(10, 100)); // ランダムな10以上、100以下の整数

ES5で記述すると、


var randRange = function (min, max) { return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1) + min); };

ちなみにこの+1の部分を取りはずすと、「max未満」の値を返すランダム関数になります。

おわります。

ランダム値をコントロールするための、いろいろなランダム値の分布のさせ方 -『javascript』

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