Jak generovat náhodná čísla v jazyce C#

Náhodná čísla se široce používají v digitálních hrách, statistickém vzorkování, kryptografii, výpočtech ve statistické fyzice, numerické analýze, rádiové komunikaci a kasinových hrách, jako je ruleta atd

Ke generování náhodných čísel v jazyce C#** můžeme **použít třídu Random.

Co je to třída C# Random? #

C# Random třída je generátor pseudonáhodných čísel, což je algoritmus, který generuje posloupnost čísel, jež splňují určité statistické požadavky na náhodnost.

Tato třída má 5 metod Next(), NextInt64(),NextBytes(), NextDouble() a NextSingle()

V závislosti na typu čísla, tj. int,long atd. můžeme použít odpovídající metodu.

Projděme si příklady, abychom je dále pochopili

Generování náhodného celého čísla v jazyce C# #

Kroky pro generování náhodného celého čísla v jazyce C#

1. Instanciujte třídu náhodných čísel.
2. Použijte metodu Random.Next() pro vrácení náhodného celého čísla mezi 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
*/

Generování náhodného celého čísla mezi minimální a maximální hodnotou #

Random.Next() má přetíženou metodu, která přijímá jako parametry minimální a maximální hodnotu a generuje náhodné celé číslo mezi danými hodnotami.

Pro generování náhodných čísel mezi 100 a 1000 použijte následující kód

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
*/

Generování náhodného dlouhého čísla(Int64) v jazyce C# #

Chcete-li vygenerovat náhodné dlouhé číslo, tj. Int64 v jazyce C#, použijte metodu Random.NextInt64(), která vrátí náhodné číslo Int64 mezi 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
*/

Generování náhodného dlouhého čísla(Int64) v daném rozsahu #

Podobně jako Random.Next(), Random.NextInt64() má přetíženou metodu, která jako parametry přijímá Range, tj. minimální a maximální hodnotu, a vrací náhodné Int64 číslo mezi nimi.

Pro generování náhodných čísel v rozsahu 100000 až 200000 použijte následující kód

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
*/

Vygenerovaná náhodná čísla nejsou zcela náhodná, protože k jejich výběru je použit matematický algoritmus, ale pro většinu případů v reálném světě jsou dostatečně dobrá.

Vyhnutí se duplicitám při generování náhodných čísel #

Pokud inicializujete více než jednu třídu new Random()

Mohlo by dojít k duplicitě náhodných čísel. (Vícevláknová aplikace)

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

Proto je lepší inicializovat pouze jednu instanci třídy Random() a používat ji v celé aplikaci.

//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);
    }
}

Pokud chcete generovat sérii náhodných čísel, použijte ve vícevláknovém prostředí výše uvedenou metodu.

Použití kryptografického C# RandomNumberGenerator #

Pokud chcete generovat skutečně unikátní náhodná čísla, můžete využít třídu RandomNumberGenerator, která je součástí knihovny System.Security.Cryptography.

Tato třída generuje kryptograficky bezpečná náhodná čísla a hodí se pro vytvoření náhodného hesla.

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

Metodě RandomNumberGenerator můžeme také předat rozsah.

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

Použití třídy C# RNGCryptoServiceProvider #

Tato třída je již zastaralá, tuto metodu nepoužívejte.

RNGCryptoServiceProvider implementuje kryptografický generátor náhodných čísel (RNG) pomocí implementace poskytnuté poskytovatelem kryptografických služeb (CSP).

Pomocí níže uvedeného kódu vytvořte náhodné číslo pomocí třídy C# RNGCryptoServiceProvider.

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

Shrnutí #

V tomto tutoriálu jsme se na jednoduchých příkladech naučili různé způsoby generování náhodných čísel v jazyce C#.