如何在bash中不使用AWK、bc生成指定范围带小数的均匀分布随机数

核心原理 #

bash原生仅支持整数运算，我们可以通过「放大取值范围生成整数+手动拼接小数点」的方式实现小数随机数生成，生成的结果可以直接给sleep这类支持小数参数的命令使用。
比如要生成2位小数的随机数，就把原范围放大100倍生成整数，再把最后两位作为小数位拼接即可；要5位小数就放大100000倍，以此类推。

完整可运行代码示例 #

下面的示例支持自定义取值范围、小数位数，使用/dev/urandom保证随机数均匀性：

#!/bin/bash
# 配置参数：最小值、最大值、小数位数
ug_rnd=0
og_rnd=10
decimal_digits=2 # 可修改为5等其他位数，需要几位小数就填几

# 计算放大倍数：10的decimal_digits次方
scale=1
for ((i=0;i<decimal_digits;i++)); do
    scale=$((scale * 10))
done

# 计算放大后的取值总区间长度
total_range=$(( (og_rnd * scale) - (ug_rnd * scale) + 1 ))

# 生成均匀分布的大随机整数
rnd="$((0x$(dd if=/dev/urandom of=/dev/stdout bs=4 count=1 status=none | xxd -p)))"
scaled_rnd=$(( rnd % total_range + ug_rnd * scale ))

# 拼接为最终小数格式
if [ $decimal_digits -eq 0 ]; then
    my_rnd="$scaled_rnd"
else
    integer_part=$(( scaled_rnd / scale ))
    decimal_part=$(( scaled_rnd % scale ))
    # 小数位前面自动补0，保证位数符合要求
    printf -v decimal_part "%0${decimal_digits}d" "$decimal_part"
    my_rnd="${integer_part}.${decimal_part}"
fi

# 输出结果，也可直接传入sleep等命令使用
echo "$my_rnd"
sleep "$my_rnd"

参数调整说明 #

• 修改取值范围：直接调整ug_rnd（最小值）和og_rnd（最大值）即可
• 修改小数位数：调整decimal_digits参数即可，比如要5位小数就设为decimal_digits=5

注意：生成的小数是字符串格式，无需额外转换即可直接传入sleep等原生支持小数参数的bash命令使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alfred.37