我需要生成范围为byte
,ushort
,sbyte
,short
,int
和uint
的随机数。我能够使用C#中的Random方法生成所有这些类型(例如values.Add((int)(random.Next(int.MinValue + 3, int.MaxValue - 2)));
),除了uint,因为Random.Next
仅接受int值。
是否有一种简单的方法可以生成随机uint
?
答案 0 :(得分:21)
最简单的方法可能是使用两个调用:一个用于30位,一个用于最后两个。该答案的早期版本假设Random.Next()
的包含上限为int.MaxValue
,但事实证明它是独占的 - 因此我们只能得到30个统一位。
uint thirtyBits = (uint) random.Next(1 << 30);
uint twoBits = (uint) random.Next(1 << 2);
uint fullRange = (thirtyBits << 2) | twoBits;
(当然,你可以把它当作两个16位值,作为替代......或者介于两者之间的各种选项。)
或者,您可以使用NextBytes
填充4字节数组,然后使用BitConverter.ToUInt32
。
答案 1 :(得分:16)
或者有一种简单的方法可以生成真正的随机uint吗?
我承认,这不是OQ。很明显,有更快的方法来生成不是真实的随机uints。尽管如此,我认为没有人对产生这些产品太感兴趣,除非由于某种原因需要非平面分布。让我们从一些研究开始,让它在C#中变得简单快捷。当我编写代码时,简单快速通常表现得像是同义词。
请参阅MSDN。
Random
构造函数:
Random()
:使用与时间相关的默认种子值初始化Random
类的新实例。Random(int seed)
:使用指定的种子值初始化Random
类的新实例。要提高性能,请创建一个Random
对象以随时间生成许多随机数,而不是重复创建新的Random
对象以生成一个随机数,因此:
private static Random rand = new Random();
Random
方法:
rand.Next()
:返回一个大于或等于零的正随机数,小于int.MaxValue
。rand.Next(int max)
:返回一个正的随机数,大于或等于零,小于最大值,max必须大于或等于零。rand.Next(int min, int max)
:返回一个正的随机数,大于或等于min,小于max,max必须大于或等于min。家庭作业表明,rand.Next()
的速度约为rand.Next(int max)
的两倍。
假设一个正int只有两位,忘记符号位,它为零,rand.Next()
以相同的概率返回三个不同的值:
00
01
10
对于一个真正的随机数,最低位经常为零,对于最高位是相同的
要使它适用于最低位使用:rand.Next(2)
假设int有三位,rand.Next()
返回七个不同的值:
000
001
010
011
100
101
110
要使其适用于最低两位,请使用:rand.Next(4)
假设int具有 n 位
要使其适用于 n 位,请使用:rand.Next(1 << n)
要使其最多使用30位,请使用:rand.Next(1 << 30)
它是最大值,1&lt;&lt; 31大于int.MaxValue
。
这导致了一种生成真正的随机uint的方法:
private static uint rnd32()
{
return (uint)(rand.Next(1 << 30)) << 2 | (uint)(rand.Next(1 << 2));
}
快速检查:产生零的几率是多少?
1&lt;&lt; 2 = 4 = 2 2 ,1&lt;&lt; 30 = 2 30
零的机会是:1/2 2 * 1/2 30 = 1/2 32
总数,包括零:2 32
它像白昼一样清晰,没有烟雾警报,不是吗?
是否可以使用rand.Next()
int.Maxvalue is: (2^31)-1
The largest value rand.Next() returns is: (2^31)-2
uint.MaxValue is: (2^32)-1
当使用rand.Next()
两次并添加结果时,可能的最大值为:
2*((2^31)-2) = (2^32)-4
与uint.MaxValue的区别在于:
(2^32)-1 - ((2^32)-4) = 3
要获得uint.MaxValue
,必须添加另一个值rand.Next(4)
,因此我们得到:
rand.Next()+ rand.Next()+ rand.Next(4)
产生零的几率是多少?
大概:1/2 31 * 1/2 31 * 1/4 = 1/2 64 ,它应该是1 / 2 32
等一下,怎么样:
2 * rand.Next() + rand.Next(4)
再次,有什么机会产生零?
大概:1/2 31 * 1/4 = 1/2 33 ,太小而不能真正随机。
另一个简单的例子:
rand.Next(2) + rand.Next(2)
,所有可能的结果:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 2
平等概率?没办法José。
结论:添加真随机数给出一个随机数,但不是真正的随机数。扔两个公平的骰子......
答案 2 :(得分:3)
生成随机 uint
的最简单方法:
uint ui = (uint) new Random().Next(-int.MaxValue, int.MaxValue);
答案 3 :(得分:0)
使用System.Random设置范围,“uint u0&lt; =返回值&lt; = uint u1”
从“零”(包括)到“u”(包括)的范围开始更容易
你可以看看我的另一个
answer.
如果您对更快/更有效的方式感兴趣:
Uniform pseudo random numbers in a range.(这是很多代码/文本)。
在“rnd32(uint u)”下面返回:0&lt; = value&lt; = u。
最困难的情况是:“u = int.MaxValue”。然后是“do-loops”的第一次迭代的机会
(外部和内部“do-loop”的单次迭代),返回有效值为50%
经过两次迭代后,机率为75%等。
外部“do-loop”迭代不止一次的可能性很小 在“u = int.MaxValue”的情况下:0%。
很明显:“rnd32(uint u0,uint u1)”返回u0(incl)和u1(incl)之间的值。
private static Random rand = new Random();
private static uint rnd32(uint u) // 0 <= x <= u
{
uint x;
if (u < int.MaxValue) return (uint)rand.Next((int)u + 1);
do
{
do x = (uint)rand.Next(1 << 30) << 2;
while (x > u);
x |= (uint)rand.Next(1 << 2);
}
while (x > u);
return x;
}
private static uint rnd32(uint u0, uint u1) // set the range
{
return u0 < u1 ? u0 + rnd32(u1 - u0) : u1 + rnd32(u0 - u1);
}