如何在C#中生成随机整数?


当前回答

仅供参考。

如果您使用的是.NETCore,多个Random实例不会像以前那样危险。我知道这个问题是从2010年开始的,但由于这个问题很老,但有一些吸引力,我认为记录这一变化是一件好事。

你可以参考一下我刚才提出的这个问题:

Microsoft是否更改了随机默认种子?

基本上,他们已经将默认种子从Environment.TickCount更改为Guid.NewGuid().GetHashCode(),因此如果创建两个Random实例,它不应该显示相同的数字(1:4亿)。

您可以在此处查看.NET Framework/.NET Core(2.0.0+)的文件差异:https://github.com/dotnet/coreclr/pull/2192/commits/9f6a0b675e5ac0065a268554de49162c539ff66d

它不像RNGCryptoServiceProvider那样安全,但至少不会给你带来奇怪的结果。


作者@Enigmatility:

这已经过时了。反对使用Guids的声音相当强烈。代码现在是Interop.GetRandomBytes((byte*)&result,sizeof(int));

其他回答

如果您希望CSRNG生成最小值和最大值之间的随机数,这是适合您的。它将使用安全的随机种子初始化随机类。

    class SecureRandom : Random
    {
        public static byte[] GetBytes(ulong length)
        {
            RNGCryptoServiceProvider RNG = new RNGCryptoServiceProvider();
            byte[] bytes = new byte[length];
            RNG.GetBytes(bytes);
            RNG.Dispose();
            return bytes;
        }
        public SecureRandom() : base(BitConverter.ToInt32(GetBytes(4), 0))
        {

        }
        public int GetRandomInt(int min, int max)
        {
            int treashold = max - min;
            if(treashold != Math.Abs(treashold))
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't exceed the maximum value!");
            }
            if (treashold == 0)
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't be the same as the maximum value!");
            }
            return min + (Next() % treashold);
        }
        public static int GetRandomIntStatic(int min, int max)
        {
            int treashold = max - min;
            if (treashold != Math.Abs(treashold))
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't exceed the maximum value!");
            }
            if(treashold == 0)
            {
                throw new ArithmeticException("The minimum value can't be the same as the maximum value!");
            }
            return min + (BitConverter.ToInt32(GetBytes(4), 0) % treashold);
        }
    }

这个问题看起来很简单,但答案有点复杂。如果你看到几乎所有人都建议使用Random类,有些人建议使用RNG加密类。但是,什么时候选择。

为此,我们需要首先理解随机性这一术语及其背后的哲学。

我鼓励大家观看我制作的这段视频,它使用C#深入探讨了随机性的哲学https://www.youtube.com/watch?v=tCYxc-2-3年

首先,让我们了解随机性的哲学。当我们告诉一个人在红色、绿色和黄色之间选择时,内部会发生什么。是什么让一个人选择红色、黄色或绿色?

一些最初的想法进入了人们的头脑,决定了他的选择,它可以是最喜欢的颜色,幸运的颜色等等。换句话说,一些最初的触发,我们在RANDOM中称之为SEED。这个SEED是起点,是促使他选择RANDOM值的触发。

现在,如果种子很容易猜测,那么这些随机数被称为伪随机数,而当种子很难猜测时,这些随机数则被称为安全随机数。

例如,一个人根据天气和声音组合选择颜色,那么很难猜出最初的种子。

现在让我发表一个重要声明:-

*“Random”类只生成PSEUDO随机数,要生成SECURE随机数,我们需要使用“RNGCryptoServiceProvider”类。

随机类从CPU时钟中获取种子值,这是非常可预测的。换句话说,C#的RANDOM类生成伪随机数,下面是相同的代码。

Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next();

而RNGCryptoServiceProvider类使用OS熵生成种子。OS熵是一个随机值,使用声音、鼠标点击、键盘计时、温度等生成。下面是相同的代码。

using (RNGCryptoServiceProvider rg = new RNGCryptoServiceProvider()) 
{ 
    byte[] rno = new byte[5];    
    rg.GetBytes(rno);    
    int randomvalue = BitConverter.ToInt32(rno, 0); 
}

要了解操作系统熵,请看我的视频,从14:30开始https://www.youtube.com/watch?v=tCYxc-2-3fY,其中解释了OS熵的逻辑。所以用简单的词RNG Crypto生成SECURE随机数。

我想演示每次使用新的随机生成器时会发生什么。假设您有两个方法或两个类,每个都需要一个随机数。你天真地把它们编码成:

public class A
{
    public A()
    {
        var rnd=new Random();
        ID=rnd.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}
public class B
{
    public B()
    {
        var rnd=new Random();
        ID=rnd.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}

你认为你会得到两个不同的身份证吗?不

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        A a=new A();
        B b=new B();

        int ida=a.ID, idb=b.ID;
        // ida = 1452879101
        // idb = 1452879101
    }
}

解决方案是始终使用单个静态随机生成器。这样地:

public static class Utils
{
    public static readonly Random random=new Random();
}

public class A
{
    public A()
    {
        ID=Utils.random.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}
public class B
{
    public B()
    {
        ID=Utils.random.Next();
    }
    public int ID { get; private set; }
}

虽然这还可以:

Random random = new Random();
int randomNumber = random.Next()

大多数情况下,您需要控制限制(最小和最大数量)。因此,您需要指定随机数的开始和结束位置。

Next()方法接受两个参数,min和max。

所以,如果我希望我的随机数介于5和15之间,我就这么做

int randomNumber = random.Next(5, 16)

根据定义,由计算机通过确定性过程计算的数字不能是随机的。

如果你想要一个真正的随机数,随机性来自大气噪声或放射性衰变。

例如,您可以尝试RANDOM.ORG(它会降低性能)