隨機數(shù)生成器是 C# 中的內(nèi)置庫，可隨機生成整數(shù)和浮點數(shù)。每次調(diào)用庫的相關(guān)方法時，它都會返回一個隨機數(shù)。一系列隨機數(shù)是一組不遵循任何模式的數(shù)字。 C# 中的隨機數(shù)生成器在每次調(diào)用時都會生成這樣的序列。

C# 中的隨機類

• 那么，C# 是如何生成一系列隨機數(shù)的呢？答案就在 C# 系統(tǒng)命名空間的 Random Class 中。
• Random 類是一個偽隨機數(shù)生成器類。這意味著此類的任務(wù)是生成一系列不遵循任何模式的數(shù)字。但是，機器真的能夠生成隨機數(shù)嗎？機器如何知道接下來要生成哪個數(shù)字？畢竟，機器被設(shè)計為遵循指令并執(zhí)行算法。
• 不，機器無法自行生成隨機數(shù)。有一個基于當(dāng)前時鐘和機器狀態(tài)的定義的數(shù)學(xué)算法，指導(dǎo)它從一組中挑選數(shù)字。集合中的所有數(shù)字被選中的概率相同。因此，它們并不是完全隨機的。他們確實遵循某種模式。只是圖案的隨機性足以滿足人類的實際需求。

偽且安全

我想到的下一個問題是為什么他們將其稱為偽隨機數(shù)生成器類？讓我們通過現(xiàn)實生活中的人類行為來理解這一點。當(dāng)一個人被要求選擇一種隨機顏色時，他會選擇某種顏色。假設(shè)他選擇了黃色。是什么讓他選擇了黃色？這可能是他最喜歡的顏色或周圍環(huán)境的顏色，或者他當(dāng)時可能正在考慮一些黃色的東西。這種驅(qū)動隨機選擇某物的決定的人類行為被稱為隨機世界中的種子。種子是隨機性的觸發(fā)器或起點。

現(xiàn)在，當(dāng)種子是可預(yù)測的時，隨機數(shù)變得不那么隨機。然后它們被稱為偽隨機數(shù)。當(dāng)不可預(yù)測時，它們被稱為安全隨機數(shù)。

C# Random Class 使用當(dāng)前時間戳作為種子，這是非?？深A(yù)測的。因此，術(shù)語偽隨機數(shù)生成器類。

RNGCryptoServiceProvider 類

System.Security.Cryptography 命名空間中的 RNGCryptoServiceProvider 類能夠生成安全隨機數(shù)，這些隨機數(shù)可用作密碼。

C# 中的隨機數(shù)生成器函數(shù)

在C#中生成隨機數(shù)的第一件事是初始化Random類。這可以通過類的兩個構(gòu)造函數(shù)中的任何一個來完成：

• Random()：使用基于時間的種子值初始化 Random 類的對象。種子值是機器的當(dāng)前時間戳。不過，在后來的版本中，這被更改為基于 GUID。
• Random(Int32)：使用指定的種子值初始化 Random 類的對象。為了從該系列中獲取下一個隨機數(shù)，我們調(diào)用 Random 類的 Next() 方法。
• Next():?返回一個非負(fù)偽隨機 Int32 整數(shù)。
• Next(Int32)：返回小于指定整數(shù)的非負(fù)偽隨機 Int32 整數(shù)。
• Next(Int32, Int32):?返回指定范圍內(nèi)的非負(fù)偽隨機 Int32 整數(shù)。

C# 中的整數(shù)隨機數(shù)生成器

讓我們看一個如何生成隨機整數(shù)的示例：

示例#1

下面的示例生成隨機 Int32 數(shù)字。

代碼：

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();
}
}

輸出：

示例#2

下面的示例生成 0 到 100 范圍內(nèi)的隨機 Int32 數(shù)字。

代碼：

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);
}
}

輸出：

示例 #3

下面的示例生成 50 到 100 范圍內(nèi)的隨機 Int32 數(shù)字。

代碼：

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);
}
}

輸出：

在 C# 中生成浮點數(shù)

讓我們看一個如何生成隨機浮點數(shù)的示例：

示例#1

下面的示例生成隨機 Int32 數(shù)字。

代碼：

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();
}
}

輸出：

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.

以上是C# 中的隨機數(shù)生成器的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！