How to Generate Random Numbers in C#

Liczby losowe są szeroko stosowane w grach cyfrowych, próbkowaniu statystycznym, kryptografii, obliczeniach w fizyce statystycznej, analizie numerycznej, komunikacji radiowej i grach kasynowych takich jak koło ruletki itp

Możemy używać klasy Random do generowania liczb losowych w C#.

Czym jest klasa C# Random? #

C# Random klasa jest generatorem liczb pseudolosowych, czyli algorytmem, który generuje ciąg liczb spełniających pewne statystyczne wymagania dotyczące losowości.

Klasa ta posiada 5 metod Next(), NextInt64(),NextBytes(), NextDouble() oraz NextSingle()

W zależności od typu liczby, np. int,long itd. możemy użyć odpowiedniej metody.

Przejdźmy przez przykłady, aby zrozumieć to dalej

Generowanie losowej liczby całkowitej w C# #

Kroki do wygenerowania losowej liczby całkowitej w C#

1. Zainicjuj klasę liczb losowych.
2. Użyj metody Random.Next() aby zwrócić losową liczbę całkowitą pomiędzy Int32.MinValue a Int32.MaxValue.

var randomInteger = new Random();

randomInteger.Next();
randomInteger.Next();
randomInteger.Next();
randomInteger.Next();
randomInteger.Next(); 


/* OUTPUT : 
2027076668
1095111085
535874255
1973884472
430547700
*/

Wygeneruj losową liczbę całkowitą pomiędzy wartością minimalną i maksymalną #

Random.Next() posiada przeciążoną metodę, która przyjmuje jako parametry wartości minimalną i maksymalną, która generuje losową liczbę całkowitą pomiędzy podanymi wartościami.

Aby wygenerować losowe liczby pomiędzy 100 a 1000 użyj poniższego kodu

Console.WriteLine("Five random integers between 100 and 1000");

for (int counter = 0; counter <= 4; counter++)
    Console.WriteLine("{0}", randomNumber.Next(100, 1000));

/* OUTPUT:
Five random integers between 100 and 1000
904
853
554
290
614
*/

Generowanie losowej długiej liczby(Int64) w C# #

Aby wygenerować Losową liczbę długą, tj. Int64 w C#, użyj metody Random.NextInt64(), która zwraca losową liczbę Int64 pomiędzy Int64.MinValue a Int64.MaxValue.

var RandomInt64 = new Random();

RandomInt64.NextInt64();
RandomInt64.NextInt64();
RandomInt64.NextInt64();
RandomInt64.NextInt64();
RandomInt64.NextInt64(); 


/* OUTPUT : 
5200810282391000059
6501337495320049889
6318562423063201438
3733878081804548122
8421209223603063849
*/

Generowanie losowej liczby długiej (Int64) w podanym zakresie #

Podobnie jak Random.Next(), Random.NextInt64() ma przeciążoną metodę, która akceptuje Range, tj. wartości minimalne i maksymalne jako parametry, które zwracają losową Int64 liczbę pomiędzy nimi.

Aby wygenerować losowe liczby pomiędzy 100000 a 200000 użyj poniższego kodu

var RandomInt64 = new Random();


Console.WriteLine("Five random integers between 100000 and 200000");

for (int counter = 0; counter <= 4; counter++)
    Console.WriteLine("{0}", RandomInt64.NextInt64(100000, 200000));

/* OUTPUT:
Five random long Int64 numbers between 100000 and 200000
144220
194475
185075
159433
136542
*/

Wygenerowane liczby losowe nie są całkowicie losowe, ponieważ do ich wyboru używany jest algorytm matematyczny, ale są one wystarczająco dobre dla większości przypadków w świecie rzeczywistym.

Unikanie duplikatów podczas generowania liczb losowych #

Jeśli inicjalizujesz więcej niż jedną klasę new Random()

Możesz otrzymać zduplikowane liczby losowe. (Aplikacja wielowątkowa)

var randomOne = new Random();
var randomTwo = new Random(); // Don't do this

Więc lepiej jest zainicjować tylko jedną instancję klasy Random() i używać jej w całej aplikacji.

//Function to generate unique random number using `Random()` class

private static readonly Random randomInstance = new Random();

public static int GenerateRandomNumber(int min, int max)
{
    lock(randomInstance) // synchronize
    {
        return randomInstance.Next(min, max);
    }
}

Jeśli chcesz wygenerować serię liczb losowych, w środowisku wielowątkowym użyj powyższej metody.

Użycie kryptografii C# RandomNumberGenerator #

Jeśli chcesz wygenerować naprawdę unikalne liczby losowe możesz skorzystać z klasy RandomNumberGenerator, która jest częścią biblioteki System.Security.Cryptography.

Klasa ta generuje kryptograficznie bezpieczne liczby losowe i nadaje się do tworzenia losowego hasła.

var randomNumber= RandomNumberGenerator.GetInt32(Int32.MaxValue);

Możemy również przekazać zakres do metody RandomNumberGenerator.

var randomNumber= RandomNumberGenerator.GetInt32(2000,5000);

Użycie klasy C# RNGCryptoServiceProvider #

Ta klasa jest teraz przestarzała, Nie używaj tej metody.

RNGCryptoServiceProvider implementuje kryptograficzny generator liczb losowych (RNG) przy użyciu implementacji dostarczonej przez dostawcę usług kryptograficznych (CSP).

Użyj poniższego kodu utwórz liczbę losową za pomocą klasy C# RNGCryptoServiceProvider.

using (RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider())
{
   byte[] randomNumber = new byte[4];//4 for int32
   rng.GetBytes(randomNumber);
   int value = BitConverter.ToInt32(randomNumber, 0);
}

Streszczenie #

W tym tutorialu poznaliśmy różne sposoby generowania liczb losowych w C# na prostych przykładach.