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生成随机数字生成 0 到 1 之间的随机数生成指定范围内的随机数生成 6 位数字手机验证码生成遵循正态分布的随机数生成随机字符串生成固定长度的随机字符串生成可变长度的随机字符串生成随机日期和时间获取表中的随机记录生成 UUID总结大家好，我是只谈技术不剪发的 Tony 老师。今天我们介绍一下如何在 PostgreSQL 中生成随机数据，包括随机数字、验证码、随机字符串以及随机日期和时间等。如果觉得文章有用，欢迎评论📝、点赞👍、推荐🎁
📝计算机生成的都是伪随机数，并不是真正的物理随机数。
生成随机数字
生成 0 到 1 之间的随机数
PostgreSQL 中的RANDOM()函数可以用于生成一个大于等于 0 小于 1 的随机数字。例如：
SELECT random();random |------------------|0.5573292311275964|SELECT random();random |--------------------|0.017827744704202786|
该函数返回的数据类型为 double precision，每次调用都会返回不同的结果。
如果我们想要重现某个结果，需要生成相同的随机数；这种情况下可以使用SETSEED(d)函数设置一个随机数种子，d 的类型为 double precision，取值范围从 -1.0 到 1.0。例如：
SELECT setseed(0);SELECT random();random |------------------|0.0000000000000391|random |------------------|0.0009853946746503|...SELECT setseed(0);SELECT random();random |------------------|0.0000000000000391|random |------------------|0.0009853946746503|
从结果可以看出，设置相同的种子之后，随后的函数调用返回了一系列相同的随机数。
生成指定范围内的随机数
基于 RANDOM() 函数和一些运算，就可以返回任意两个数字之间的随机数：
low + RANDOM() * (high - low)
以上表达式将会返回一个大于等于 low，小于 high 的随机数。例如：
SELECT 10 + random() * 10 AS rd;rd|------------------|15.680596127871453|
以上示例返回了一个大于等于 10 且小于 20 的随机数字。
如果想要生成某个范围内的随机整数，可以加上 FLOOR 函数。例如：
SELECT floor(10 + random() * 10);floor|-----|12.0|
该语句返回了一个大于等于 10，小于等于 19（不是 20）的随机整数。
生成 6 位数字手机验证码
我们已经知道了如何获取指定范围内的随机数，再加上 TO_CHAR 格式化函数就可以生成由 6 位数字字符组成的手机验证码。例如：
SELECT to_char(random() * 1000000, '099999') AS captcha;captcha|-------|076774|
TO_CHAR 函数可以确保数据不够 6 位时在前面补足 0。
生成遵循正态分布的随机数
PostgreSQL 提供了一个扩展模块 tablefunc，可以用于生成遵循正态分布（normal distribution）的随机数。首先，输入以下命令启用该模块：
CREATE EXTENSION tablefunc;
然后使用该模块中的NORMAL_RAND(n,mean, stddev)函数返回 n 个均值为 mean，标准差为 stddev 的随机数。例如：
SELECT *FROM normal_rand(10, 0, 1);normal_rand |--------------------|0.0936639131151394|-1.26936035550923|2.006729235590952|0.7869592803653096|-1.5740650326039192|-0.18656503408337746|1.0665080022417979|-1.1240167023021148|1.1073155396442795|0.09360901134478303|
以上查询返回了 10 个遵循标准正态分布的随机数。
我们也可以验证一下该函数是否遵循正态分布，例如：
SELECT count(*), avg(v), stddev(v)FROM normal_rand(1000000, 0, 1) AS v;count |avg|stddev |-------|------------------|------------------|1000000|0.0001662571158423|0.9992607627843408|
另一种方法就创建一个存储函数来模拟正态分布的随机数：
CREATE OR REPLACE FUNCTION normal_distrib(mean DOUBLE PRECISION, stdev DOUBLE PRECISION)RETURNS DOUBLE PRECISION LANGUAGE plpgsql AS $$DECLAREx DOUBLE PRECISION;y DOUBLE PRECISION;rd DOUBLE PRECISION;BEGIN x := random();y := random();rd = (sqrt(-2 * ln(x)) * cos(2 * pi() * y)) * stdev + mean;RETURN rd;END $$;
该函数利用 Box-Muller 变换算法通过两个平均分布的随机数生成正态分布的随机数。以下语句通过 normal_distrib 函数生成了一个遵循正态分布的随机数：
SELECT normal_distrib(0,1);normal_distrib |-----------------|0.404847649020953|
以下语句可以用于验证 normal_distrib 函数是否遵循正态分布：
WITH RECURSIVE d(n, v) AS (SELECT 1 AS n, normal_distrib(0, 1) AS vUNION ALLSELECT n+1, normal_distrib(0, 1) FROM d WHERE n<1000000)count |avg |stddev |-------|---------------------|-----------------|1000000|-0.001243494839949032|0.999320444731066|
经过测试，自定义的 normal_distrib 函数执行时间为 12.5 s，normal_rand 函数只需要 1.5 s。
生成随机字符串
生成固定长度的随机字符串
除了随机数字之外，有时候我们也需要生成一些随机的字符串。PostgreSQL 没有提供专门生成随机字符串的函数，但是可以通过其他函数进行模拟。例如：
SELECT chr(floor(random() * 26)::integer + 65);chr|---|V |
以上查询返回了一个随机的大写字母，chr 函数用于将 ASCII 码转换为对应的字符。我们可以基于该查询进一步创建一个存储函数：
CREATE OR REPLACE FUNCTION random_string(num INTEGER,chars TEXT default '0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz') RETURNS TEXTLANGUAGE plpgsqlAS $$DECLAREres_str TEXT := '';BEGINIF num < 1 THENRAISE EXCEPTION 'Invalid length';END IF;FOR __ IN 1..num LOOPres_str := res_str || substr(chars, floor(random() * length(chars))::int + 1, 1);END LOOP;RETURN res_str;END $$;
random_string 函数可以返回由指定字符（默认为所有数字、大小写字母）组成的随机字符串。例如：
SELECT random_string(10);random_string|-------------|etP3odkRgA |
以上示例返回了一个由字母和数字组成、长度为 10 的随机字符串。以下语句也可以用于返回一个 6 位随机数字组成的手机验证码：
SELECT random_string(6, '0123456789');random_string|-------------|082661 |
生成可变长度的随机字符串
那么，怎么返回一个长度可变的随机字符串呢？很简单，为 random_string 函数指定一个随机的长度参数即可。例如：
SELECT random_string(floor(10 + random() * 11)::int);random_string |----------------|8tz5zHcbKVKoVg4S|
以上示例返回了一个长度大于等于 10 且小于等于 20 的随机字符串。
生成随机日期和时间
将指定日期增加一个随机的数字，就可以得到随机的日期。例如：
SELECT current_date + floor((random() * 15))::int rand_date;rand_date |----------|-11-04|
以上示例返回了当前日期 14 天之内的某个随机日期。以下语句则返回了一天中的某个随机时间：
SELECT make_time(floor((random() * 12))::int, floor((random() * 60))::int, floor((random() * 60))::int) AS rand_time;rand_time|---------|10:04:52|
其中，make_time 函数用于将代表时、分、秒的整数转换为时间。
获取表中的随机记录
对于返回多行数据的查询语句，RANDOM 函数每次都会返回不同的随机值。例如：
SELECT random() FROM employee;random |-------------------|0.10449782906204419|0.3345344734009643|0.7295074473683592|...
利用这个特性，我们可以从表中返回随机的数据行。例如：
SELECT emp_id, emp_nameFROM employeeORDER BY random()LIMIT 5;emp_id|emp_name |------|---------|2|关羽|9|赵云|13|关兴|25|孙乾|17|马岱|
以上示例从 employee 表中返回了 5 行随机记录。该方法需要为表中的每行数据都生成一个随机数，然后进行排序；所以会随着表中的数据量增加而逐渐变慢。
如果表中存在自增主键，也可以基于主键生成一个随机数据。例如：
SELECT round(rand() * (SELECT max(emp_id) FROM employee)) AS id;id |----|10.0|
然后基于这个随机数返回一条随机的记录：
SELECT e.emp_id, e.emp_nameFROM employee eINNER JOIN (SELECT round(random() * (SELECT max(emp_id) FROM employee)) AS id) AS tON e.emp_id >= t.idLIMIT 1;emp_id|emp_name|------|--------|10|廖化|
这种方法一次只能返回一条随机记录，而且只有当自增字段的值没有间隙时才会返回均匀分布的随机记录。
另外，PostgreSQL 中的查询语句支持 TABLESAMPLE 子句，可以实现数据的抽样。例如：
SELECT emp_id, emp_nameFROM employee TABLESAMPLE BERNOULLI (10);emp_id|emp_name|------|--------|4|诸葛亮 |13|关兴|
除了 BERNOULLI 之外，也可以指定 SYSTEM 抽样方法，参数代表了抽样近似百分比。
生成 UUID
UUID（Universal Unique Identifier）或者 GUID（Globally Unique Identifier）是一个 128 比特的数字，可以用于唯一标识每个网络对象或资源。由于它的生成机制，一个 UUID 可以保证几乎不会与其他 UUID 重复，因此常常用于生成数据库中的主键值。
PostgreSQL 提供了一个用于加/解密的扩展模块 pgcrypto，其中的 gen_random_uuid() 函数可以用于返回一个 version 4 的随机 UUID。首先，输入以下命令启用该模块（gen_random_uuid() 从 PostgreSQL 13 开始成为了一个内置函数）：
CREATE EXTENSION pgcrypto;
然后，通过该函数返回一个 UUID：
SELECT gen_random_uuid();gen_random_uuid |------------------------------------|2d757cf5-c18c-469c-8b5e-eed914eacc93|
该函数返回的数据类型为 uuid。如果想要生成没有中划线（-）的 UUID 字符串，可以使用 REPLACE 函数：
SELECT replace(gen_random_uuid()::text,'-','');replace|--------------------------------|cabbfcdc62c54e2889bdd2b7095f1270|
总结
本文介绍了在 PostgreSQL 中生成随机数据的方法，包括随机数字、验证码、随机字符串以及随机日期和时间等，同时还介绍了如何从表中返回随机记录，以及如何生成 UUID。
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