Nachdem mich René in den Kommentaren zu meinem Artikel über die Generierung von unterschiedlichen Zufallszahlen in PHP darauf hingewiesen hat, dass es sinnvoller sei, die PHP-Funktion mt_rand() anstelle von rand() zur Erstellung von Zufallszahlen zu nutzen, habe ich beschlossen ein wenig nachzuforschen und einen Artikel darüber zu schreiben. Aber was ist mt_rand() eigentlich?

Mit mt_rand() kann man genauso wie mit rand() Zufallszahlen generieren. Der Aufruf der Funktion erfolgt genauso, wie mit der normalen rand() Funktion. Zusätzlich heißt es in der PHP-Doku, würde mt_rand() Zufallszahlen bis zu 4-mal schneller generieren und diese auch wesentlich willkürlicher Auswählen. Kurz: Die von rand() erstellten Zufallszahlen seien nicht wirklich zufällig.

Mir war die ganze “Problematik” bis dato nicht bekannt und schon nach kurzem googeln musste ich feststellen, dass René mit seiner Meinung nicht alleine ist. Allerdings muss man auch dazu sagen, dass die meisten Beiträge, die beklagen, dass rand() nicht sauber arbeitet schon “etwas älter” sind.

Oft zitiert zur Unterstützung der Argumente ist ein Artikel von Dog.net Development, der die angeblichen Nachteile von rand() im Gegenteil zu mt_rand() visualisiert. Die oben schon genannte Behauptung, rand() würde keine korrekten Zufallszahlen erstellen, belegt der Autor mit einem kurzen aber effektiven PHP-Script. Ich habe euch zur Anschauung mal eben ein ähnliches Script geschrieben.

<?php
header("Content-type: image/png");
$img = imagecreatetruecolor(256, 256)
    or die("Fehler beim Erstellen der Grafik!");
$farbeWeiss = imagecolorallocate($img, 255, 255, 255);

for ($x=0; $x<256; $x++)
{
    for ($y=0; $y<256; $y++)
    {
        if (mt_rand(0,1) === 1)
        {
             imagesetpixel($img, $x, $y, $farbeWeiss);
         }
     }
 }
 imagepng($img);
 imagedestroy($img);
?>

Das Script erstellt eine 256×256 Pixel große Grafik. Wobei für jeden Pixel eine Zufallszahl zwischen 0 und 1 generiert wird. Bei einer 1 wird der Pixel weiß, bei einer 0 bleibt der Pixel schwarz.
dog.net führte diese Funktion einmal mit mt_rand() und einmal mit rand() aus und erhielt folgende zwei Grafiken (zum Vergrößern bitte anklicken):

Hier wird ersichtlich was viele an der rand() Funktion anprangern. Auf dem Bild, das mit der rand() Funktion erstellt wurde ist ganz klar ein Muster erkennbar. Das hieße, dass die Zufallszahlen von rand() nicht wirklich zufällig sind. Aber…

..an diesem Punkt möchte ich meine Beobachtungen entgegenstellen. Ich sagte vorhin schon, dass die meisten anprangernden Artikel schon etwas älter seien. Es ist also genug Zeit vergangen die rand() Funktion zu verbessern. Deshalb habe ich es mir nicht nehmen lassen, das Script von dog.net nachzubauen und selber mal zu schauen, was passiert. Und siehe da…

(mit rand() erstelltes Bild)

(mit mt_rand() erstelltes Bild)

…wie durch ein Wunder scheinen beide Funktionen, rand() sowie mt_rand() hervorragend zu funktionieren.
Nun bleibt nur noch zu überprüfen, ob mt_rand() denn wenigstens schneller ist als rand(), wie es behauptet wurde. Hierzu habe ich ein weiteres kleines Script geschrieben.

<?php
$start = microtime(true);
for ($i=0; $i<1000000; $i++)
{
     $zzahl = mt_rand(0,1);
}
$ende = microtime(true);

$zeitmtrand= $ende - $start;

$start = microtime(true);
for ($i=0; $i<1000000; $i++)
{
     $zzahl = rand(0,1);
}
$ende = microtime(true);

$zeitrand= $ende - $start;

echo "Laufzeit mt_rand(): ".$zeitmtrand." Sekunden!";
echo "Laufzeit rand(): ".$zeitrand." Sekunden!";
?>

Und an dieser Stelle, folgt dann auch gleich die zweite Überraschung. Das Script lieferte folgendes Ergebnis zurück:

Laufzeit mt_rand(): 1.033802986145 Sekunden!
Laufzeit rand(): 1.1012179851532 Sekunden!

 
Nach der vierfachen Geschwindigkeit sieht das für mich aber nicht aus. In meinen Augen gibt es von daher keinen Grund, von der rand() Funktion auf die mt_rand() Funktion umzusteigen, denn auch der Maximalwert für die größte zu erstellende Zahl mit rand(), der standardmäßig kleiner eingestellt ist, kann in der Größe angehoben werden, sofern dies nötig ist.

Wie seht ihr das? Konnte ich euch überzeugen?

Viele Grüße,
Raffi