Come generare numeri casuali in C#

I numeri casuali sono ampiamente utilizzati nei giochi elettronici, nel campionamento statistico, nella crittografia, nei calcoli di fisica statistica, nell’analisi numerica, nelle comunicazioni radio e nei giochi di casinò come la roulette, ecc

Possiamo usare la classe Random per generare numeri casuali in C#.

Che cos’è la classe C# Random? #

C# Random la classe è un generatore di numeri pseudocasuali, ovvero un algoritmo che genera una sequenza di numeri che soddisfano determinati requisiti statistici di casualità.

Questa classe ha 5 metodi Next(), NextInt64(),NextBytes(), NextDouble() e NextSingle()

A seconda del tipo di numero, cioè int,long ecc. possiamo utilizzare il metodo corrispondente.

Vediamo gli esempi per capire meglio

Generare numeri interi casuali in C# #

Passi per generare numeri interi casuali in C#

1. Istanziare la classe dei numeri casuali.
2. Utilizzare il metodo Random.Next() per restituire un numero intero casuale compreso tra Int32.MinValue e Int32.MaxValue.

var randomInteger = new Random();

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


/* OUTPUT : 
2027076668
1095111085
535874255
1973884472
430547700
*/

Genera un intero casuale tra i valori minimo e massimo #

Random.Next() ha un metodo sovraccaricato che accetta come parametri i valori minimo e massimo e genera un intero casuale tra i valori indicati.

Per generare numeri casuali compresi tra 100 e 1000, utilizzare il codice seguente

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
*/

Generare un numero casuale lungo(Int64) in C# #

Per generare un numero lungo casuale, cioè Int64 in C#, utilizzare il metodo Random.NextInt64() che restituisce un numero casuale Int64 compreso tra Int64.MinValue e Int64.MaxValue.

var RandomInt64 = new Random();

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


/* OUTPUT : 
5200810282391000059
6501337495320049889
6318562423063201438
3733878081804548122
8421209223603063849
*/

Generare un numero lungo casuale (Int64) in un intervallo dato #

Simile a Random.Next(), Random.NextInt64() ha un metodo sovraccaricato, che accetta come parametri Range, ossia i valori minimo e massimo, e restituisce un numero casuale Int64 compreso tra questi.

Per generare numeri casuali compresi tra 100000 e 200000, utilizzare il codice seguente

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
*/

I numeri casuali generati non sono completamente casuali, perché viene utilizzato un algoritmo matematico per selezionarli, ma sono sufficienti per la maggior parte dei casi reali.

Evitare i duplicati durante la generazione di numeri casuali #

Se si inizializza più di una classe new Random()

Si potrebbero ottenere numeri casuali duplicati. (Applicazione multithread)

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

Quindi è meglio inizializzare una sola istanza della classe Random() e utilizzarla in tutta l’applicazione.

//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);
    }
}

Se si desidera generare una serie di numeri casuali, in un ambiente multithread, utilizzare il metodo sopra descritto.

Utilizzando la crittografia C# RandomNumberGenerator #

Se si vogliono generare numeri casuali veramente unici, si può utilizzare la classe RandomNumberGenerator, che fa parte della libreria System.Security.Cryptography.

Questa classe genera un numero casuale crittograficamente sicuro e adatto alla creazione di una password casuale.

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

Possiamo anche passare un intervallo al metodo RandomNumberGenerator.

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

Utilizzo della classe C# RNGCryptoServiceProvider #

Questa classe è ormai obsoleta, non utilizzare questo metodo.

RNGCryptoServiceProvider implementa un generatore di numeri casuali (RNG) crittografico utilizzando l’implementazione fornita dal fornitore di servizi crittografici (CSP).

Utilizzare il codice seguente per creare un numero casuale con la classe C# RNGCryptoServiceProvider.

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

Riepilogo #

In questa esercitazione abbiamo imparato diversi modi per generare numeri casuali in C# con semplici esempi.