生成随机数问题

题目:给一个函数rand5(),它可以产生0到4之间的随机数(整数),要求写出函数rand8(),可以产生0到7之间的随机数(整数)

解决方法:

  1. function rand8()
  2. {
  3.     while (true)
  4.     {
  5.         $i = 5 * rand5()  + rand5();
  6.         if( $i < 24 )
  7.         {
  8.             return $i % 8 ;
  9.         }
  10.     }
  11. }

rand5() 产生 0 , 1 , 2 , 3 , 4
rand5()*5 产生 0 , 5, 10 , 15 , 24
两者相加产生 0-24的均匀分布
当值小于24 也就是 0-23的时候,对其取模运算,可以得到0-7


在C#中生成随机数,通常使用的是 `System.Random` 类,这是 .NET Framework 提供的一个用于生成随机数的类。以下是对几种生成随机数方法的介绍和使用方式: ### 使用 `Random` 类生成随机数 `Random` 类的默认构造函数会根据当前系统时钟的时钟周期作为种子值,从而生成随机数。以下是一个基本的使用示例[^4]: ```csharp Random random = new Random(); int randomNumber = random.Next(1, 10); // 生成1到10之间的随机数,不包括10 Console.WriteLine(randomNumber); ``` 如果需要生成多个随机数,可以将生成代码放入循环中。为了避免在短时间内生成相同的随机数,建议不要在循环内部频繁创建新的 `Random` 实例,而是在循环外部创建一次,然后重复使用它[^2]: ```csharp Random random = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { Console.WriteLine(random.Next()); } ``` ### 使用 `DateTime.Now.Ticks` 生成种子 为了避免快速连续生成相同随机数问题,可以使用 `DateTime.Now.Ticks` 作为种子来初始化 `Random` 类实例: ```csharp Random random = new Random((int)DateTime.Now.Ticks); int randomNumber = random.Next(1, 10); Console.WriteLine(randomNumber); ``` 这种方法可以减少短时间内生成相同随机数的可能性,但仍然不是完全随机的解决方案[^3]。 ### 使用 `Thread.Sleep()` 防止重复 为了确保每次生成随机数都不同,可以在每次生成随机数之前使用 `Thread.Sleep()` 方法延迟几毫秒: ```csharp for (int i = 0; i < 10; i++) { Random random = new Random(); Console.WriteLine(random.Next()); System.Threading.Thread.Sleep(10); // 延迟10毫秒 } ``` 需要注意的是,这种方法会降低程序的执行速度,不适合需要快速生成大量随机数的情况[^3]。 ### 使用 `RNGCryptoServiceProvider` 生成加密安全的随机数 如果需要更高安全性的随机数,例如用于加密目的,可以使用 `RNGCryptoServiceProvider` 类来生成随机种子,再用这个种子初始化 `Random` 类: ```csharp using System.Security.Cryptography; // 生成一个随机种子 byte[] seed = new byte[4]; using (RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider()) { rng.GetBytes(seed); } Random random = new Random(BitConverter.ToInt32(seed, 0)); int randomNumber = random.Next(1, 10); Console.WriteLine(randomNumber); ``` 这种方法虽然生成速度较慢,但可以提供更好的随机性和安全性。 ### 总结 在C#中生成随机数有多种方法,其中最常用的是 `Random` 类。根据应用场景的不同,可以选择不同的方法来生成随机数,以满足不同的需求。
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