亂數(shù)ジェネレーターは、整數(shù)と浮動(dòng)小數(shù)點(diǎn)數(shù)をランダムに生成する C# の組み込みライブラリです。ライブラリの関連メソッドが呼び出されるたびに、亂數(shù)が返されます。一連の亂數(shù)は、どのパターンにも従わない一連の數(shù)値です。 C# の亂數(shù)ジェネレーターは、呼び出されるたびにこのような系列を生成する傾向があります。

C# のランダム クラス

• それでは、C# はどのようにして一連の亂數(shù)を生成するのでしょうか?答えは、C# System 名前空間の Random クラス內(nèi)にあります。
• Random クラスは、擬似亂數(shù)生成クラスです。これは、このクラスがどのパターンにも従わない一連の數(shù)値を生成するタスクを負(fù)っていることを意味します。しかし、機(jī)械は本當(dāng)に亂數(shù)を生成できるのでしょうか?マシンは次にどの數(shù)値を生成するかをどうやって知るのでしょうか?結(jié)局のところ、マシンは命令に従ってアルゴリズムを?qū)g行するように設(shè)計(jì)されています。
• いいえ、マシンは獨(dú)自に亂數(shù)を生成できません?，F(xiàn)在のクロックとマシンの狀態(tài)に基づいて、セットから數(shù)値を選択するように導(dǎo)く定義された數(shù)學(xué)的アルゴリズムがあります。セット內(nèi)のすべての數(shù)字が選択される確率は同じです。したがって、それらは完全にランダムではありません。彼らはあるパターンに従います。ただ、パターンが人間の実際の要件を満たすのに十分ランダムであるというだけです。

擬似的で安全

次に頭に浮かぶ疑問(wèn)は、なぜそれを擬似亂數(shù)生成クラスと呼ぶのかということです。これを?qū)g際の人間の行動(dòng)から理解してみましょう。人間がランダムな色を選択するように求められると、特定の色を選択します。彼が黃色を選んだとしましょう。彼が黃色を選んだ理由は何ですか？それは彼の好きな色かもしれないし、周囲の色かもしれないし、あるいはその時(shí)彼は何か黃色のことを考えていたかもしれない。何かをランダムに選択するという決定を促すこの人間の行動(dòng)は、ランダム性の世界ではシードと呼ばれます。シードは、ランダム性のトリガーまたは開(kāi)始點(diǎn)です。

シードが予測(cè)可能であれば、亂數(shù)はそれほどランダムではなくなります。これらは擬似亂數(shù)と呼ばれます。予測(cè)できない場(chǎng)合、それらは安全な亂數(shù)と呼ばれます。

C# Random クラスは現(xiàn)在のタイムスタンプをシードとして使用しますが、これは非常に予測(cè)可能です。したがって、擬似亂數(shù)生成クラスという用語(yǔ)が使われます。

RNGCryptoServiceProvider クラス

System.Security.Cryptography 名前空間の RNGCryptoServiceProvider クラスは、パスワードとして使用できる安全な亂數(shù)を生成できます。

C# の亂數(shù)生成関數(shù)

C# で亂數(shù)を生成するには、まず Random クラスを初期化します。これは、クラスの 2 つのコンストラクターのいずれかによって実行できます。

• Random(): 時(shí)間ベースのシード値を使用して Random クラスのオブジェクトを初期化します。シード値はマシンの現(xiàn)在のタイムスタンプです。ただし、後のバージョンでは、これは GUID ベースに変更されました。
• Random(Int32): 指定されたシード値を使用して Random クラスのオブジェクトを初期化します。系列から次の亂數(shù)を取得するには、Random クラスの Next() メソッドを呼び出します。
• Next(): 非負(fù)の擬似亂數(shù) Int32 整數(shù)を返します。
• Next(Int32): 指定された整數(shù)より小さい非負(fù)の擬似亂數(shù) Int32 整數(shù)を返します。
• Next(Int32, Int32): 指定された範(fàn)囲內(nèi)の非負(fù)の擬似亂數(shù) Int32 整數(shù)を返します。

C# の亂數(shù)ジェネレーター整數(shù)

ランダムな整數(shù)を生成する方法の例を見(jiàn)てみましょう:

例 #1

以下の例は、ランダムな Int32 數(shù)値を生成します。

コード:

using System;
public class Program
{
public static void Main()
{
Random rnd = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++)
Console.WriteLine("Random number {0} : {1}", i + 1, GenerateRandomInt(rnd));
}
public static int GenerateRandomInt(Random rnd)
{
return rnd.Next();
}
}

出力:

例 #2

以下の例では、0 ～ 100 の範(fàn)囲のランダムな Int32 數(shù)値を生成します。

コード:

using System;
public class Program
{
public static void Main()
{
Random rnd = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++)
Console.WriteLine("Random number {0} : {1}", i + 1, GenerateRandomInt(rnd));
}
public static int GenerateRandomInt(Random rnd)
{
return rnd.Next(100);
}
}

出力:

例 #3

以下の例では、50 ～ 100 の範(fàn)囲のランダムな Int32 數(shù)値を生成します。

コード:

using System;
public class Program
{
public static void Main()
{
Random rnd = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++)
Console.WriteLine("Random number {0} : {1}", i + 1, GenerateRandomInt(rnd));
}
public static int GenerateRandomInt(Random rnd)
{
return rnd.Next(50, 100);
}
}

出力:

C# での浮動(dòng)小數(shù)點(diǎn)數(shù)の生成

ランダムな浮動(dòng)小數(shù)點(diǎn)數(shù)を生成する方法の例を見(jiàn)てみましょう:

例 #1

以下の例は、ランダムな Int32 數(shù)値を生成します。

コード:

using System;
public class Program
{
public static void Main()
{
Random rnd = new Random();
for (int i = 0; i < 10; i++)
Console.WriteLine("Random number {0} : {1}", i + 1, GenerateRandomInt(rnd));
}
public static double GenerateRandomInt(Random rnd)
{
return rnd.NextDouble();
}
}

出力:

A Very Common Mistake

The most common mistake developers commit while generating random numbers is that for each random number, they create a new object of Random Class. As illustrated in the example below:

Example #1

Code:

using System;
public class Program
{
public static void Main()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
Console.WriteLine("Random number {0} : {1}", i + 1, GenerateRandomInt());
}
public static int GenerateRandomInt()
{
Random rnd = new Random();? //a very common mistake
return rnd.Next();
}
}

Output:

How Random Numbers are all the same and Why did this happen?

As explained in the working of Random Class, the numbers generated are based on the seed value and the current state of the machine. Any instance of Random class starts with the seed value, saves the current state and uses it to generate the next random number. In the code above, the mistake was to create a new instance of the Random class in every iteration of the loop. So, before the time in the internal clock changes, the code is fully executed, and each instance of Random class is instantiated with the same seed value. This results in the same set of numbers generated every time.

Conclusion

In this article, we learnt about the random number generator in C# and how it internally works to generate random numbers. We also briefly learnt the concept of pseudo-random and secure-random numbers. This information is sufficient for developers to use the Random class in their applications. Deep dive, if interested to explore more on random numbers for passwords and one-time passwords.

以上がC# の亂數(shù)ジェネレーターの詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。