Question

我编写了以下代码来生成[0，int.MaxValue]范围内的随机数，但我不确定如何在保持均匀分布的同时将范围限制为[0，randomMax：

private static int GetNextInt32(this RNGCryptoServiceProvider random)
{
  var buffer = new byte[sizeof(int)];
  random.GetBytes(buffer);
  return Math.Abs(BitConverter.ToInt32(buffer, 0));
}

感谢。

Answer 1

这是一种方法：http://www.informit.com/guides/content.aspx?g=dotnet&seqNum=775。请参阅标题为“创建System.Random替换”的部分。

但请注意，使用模数运算符可能不是确保良好分布的最佳方法。一种可能更好的方法是(int)(NextDouble() * (MaxValue - 1));

您的代码有一个潜在的错误。如果buffer包含十六进制值00 00 00 80，即int.MinValue，Math.Abs将引发异常。

请注意，与调用GetBytes相比，RNGCryptoServiceProvider上的Random.Next调用非常慢。你最好调用GetBytes来填充更大的缓冲区，然后从中运出随机数。我的例子说明了这是怎么做的。

Answer 2

Java nextInt documentation中有适当算法的描述。

该算法反复拒绝任何会导致分布不均匀的值并再次尝试。从理论上讲，这意味着在最坏的情况下它可以永远循环。实际上它会很快。

这是一个（完全未经测试的）C＃翻译：

public static int GetNextInt32(this RNGCryptoServiceProvider rng, int maxValue)
{
    if (maxValue < 1)
        throw new ArgumentOutOfRangeException("maxValue", maxValue, "Value must be positive.");

    var buffer = new byte[4];
    int bits, val;

    if ((maxValue & -maxValue) == maxValue)  // is maxValue an exact power of 2
    {
        rng.GetBytes(buffer);
        bits = BitConverter.ToInt32(buffer, 0);
        return bits & (maxValue - 1);
    }

    do
    {
        rng.GetBytes(buffer);
        bits = BitConverter.ToInt32(buffer, 0) & 0x7FFFFFFF;
        val = bits % maxValue;
    } while (bits - val + (maxValue - 1) < 0);

    return val;
}

Answer 3

MSDN杂志文章向您展示了如何创建使用加密RNG的Random：

http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163367.aspx

（这篇文章不再可以直接访问了。它来自2007年9月号，标题是“来自CryptoRandom的故事”。你必须下载存档的问题。它是.chm所以你必须解锁它来自互联网，在您阅读之前。您也可以使用互联网档案。）

Answer 4

如果您不需要太多速度，也许您可以试试这个：

    private static RNGCryptoServiceProvider _RNG = new RNGCryptoServiceProvider();  

    private static int GetNextRnd (int min, int max)
    {
        byte[] rndBytes = new byte[4];
        _RNG.GetBytes(rndBytes);
        int rand = BitConverter.ToInt32(rndBytes, 0); 
        const Decimal OldRange = (Decimal)int.MaxValue - (Decimal)int.MinValue;
        Decimal NewRange = max - min;
        Decimal NewValue = ((Decimal)rand - (Decimal)int.MinValue) / OldRange * NewRange + (Decimal)min;
        return (int)NewValue;
    }

这会将全范围int数字缩放到您的值范围，保持分布。

我知道这是一个老帖子，但我遇到了类似的问题，这个灵魂对我有用。

RNGCryptoServiceProvider：生成[0，randomMax]范围内的随机数

4 个答案: