Как да генерираме случайни числа в C#

Случайните числа се използват широко в цифровите игри, статистическите извадки, криптографията, изчисленията в статистическата физика, числения анализ, радиокомуникациите и казино игрите като рулетка и др

Можем да използваме класа Random за генериране на случайни числа в C#.

Какво представлява класът C# Random? #

C# Random класът е генератор на псевдослучайни числа, който представлява алгоритъм, генериращ последователност от числа, отговарящи на определени статистически изисквания за случайност.

Този клас има 5 метода: Next(), NextInt64(),NextBytes(), NextDouble() и NextSingle()

В зависимост от вида на числото, т.е. int,long и т.н., можем да използваме съответния метод.

Нека разгледаме примерите, за да ги разберем по-подробно

Генериране на случайно цяло число на C# #

Стъпки за генериране на произволно цяло число в C#

1. Инстанцирайте класа за случайни числа.
2. Използвайте метода Random.Next(), за да върнете случайно цяло число между Int32.MinValue и Int32.MaxValue.

var randomInteger = new Random();

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


/* OUTPUT : 
2027076668
1095111085
535874255
1973884472
430547700
*/

Генериране на случайно цяло число между минималната и максималната стойност #

Random.Next() има претоварен метод, който приема минимални и максимални стойности като параметри и генерира произволно цяло число между зададените стойности.

За да генерирате случайни числа между 100 и 1000, използвайте следния код

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
*/

Генериране на случайно дълго число(Int64) в C# #

За да генерирате случайно дълго число, т.е. Int64 в C#, използвайте метода Random.NextInt64(), който връща случайно число Int64 между Int64.MinValue и Int64.MaxValue.

var RandomInt64 = new Random();

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


/* OUTPUT : 
5200810282391000059
6501337495320049889
6318562423063201438
3733878081804548122
8421209223603063849
*/

Генериране на случайно дълго число(Int64) в даден диапазон #

Подобно на Random.Next(), Random.NextInt64() има претоварен метод, който приема Range, т.е. минимална и максимална стойност като параметри, и връща случайно Int64 число между тях.

За да генерирате случайни числа между 100000 и 200000, използвайте следния код

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
*/

Генерираните случайни числа не са напълно случайни, тъй като за избора им се използва математически алгоритъм, но те са достатъчно добри за повечето случаи в реалния свят.

Избягване на дублирания при генериране на случайни числа #

Ако инициализирате повече от един клас new Random()

Може да се получат дублиращи се случайни числа. (Многонишково приложение)

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

Затова е по-добре да инициализирате само една инстанция на класа Random() и да я използвате в цялото приложение.

//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);
    }
}

Ако искате да генерирате поредица от случайни числа в многонишкова среда, използвайте горния метод.

Използване на криптографски C# RandomNumberGenerator #

Ако искате да генерирате наистина уникални случайни числа, можете да използвате класа RandomNumberGenerator, който е част от библиотеката System.Security.Cryptography.

Този клас генерира криптографски сигурни случайни числа и е подходящ за създаване на случайна парола.

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

Можем също така да подадем диапазон на метода RandomNumberGenerator.

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

Използване на класа C# RNGCryptoServiceProvider #

Този клас вече е остарял, не използвайте този метод.

RNGCryptoServiceProvider имплементира криптографски генератор на случайни числа (RNG), като използва реализацията, предоставена от доставчика на криптографски услуги (CSP).

Използвайте кода по-долу, за да създадете случайно число с помощта на класа C# RNGCryptoServiceProvider.

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

Обобщение #

В този урок научихме различни начини за генериране на случайни числа в C# с прости примери.