何塞的日光骰子

Question

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？

Answer 1

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。

Answer 2

何塞的日光骰子

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。

第一：一些重要的属性

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。

第二：解决方案。

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：

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？

最后：一个误导性的想法。

是否可以使用rand.Next()

更快地完成此操作

                            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：

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......

Answer 3

生成随机 uint 的最简单方法：

uint ui = (uint) new Random().Next(-int.MaxValue, int.MaxValue);

Answer 4

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);
}

生成随机uint

4 个答案:

何塞的日光骰子

第一：一些重要的属性

第二：解决方案。

最后：一个误导性的想法。